低损耗氮化硅延迟线芯片及组件验证

光控相控阵技术有望解决传统相控阵雷达中电相移器带来的波束倾斜和波形展宽问题,基于光子集成技术的延迟线芯片与波束形成技术受到了广泛研究。本文研制了低损耗MZI步进型延迟线芯片,其延时步进6.4 ps,位数5 bit,最大延时量198.4 ps,波导损耗＜0.1 dB/cm。实现了芯片的模块化封装,延时状态切换速度优于100 μs,1~20 GHz工作频率范围,其电幅度一致性±4.5 dB,相位一致性±23°,光功率一致性±1.5 dB,延时量误差为-0.6 ~+2.0 ps。本文研制了八阵元光控波束形成网络样机,实现了从-35°到+35°的波束扫描,验证了基于低损耗氮化硅延迟线芯片的波束形成技术。     

探测器非线性对微波光子链路性能的影响

提出了一种新的光电探测器（PD）非线性模型,进而分析了PD非线性对系统增益及三阶无杂散动态范围（SFDR3）的影响。实验表明,当调制器的直流偏置角变化时,含PD非线性的实际链路与忽略PD非线性的理想链路相比,信号增益的最大值将下降1．7dB,SFDR3最大值下降3dB,因此在高性能链路中考虑探测器非线性是十分必要的。     

基于光纤干涉仪的相位调制器半波电压的测量

基于相位调制干涉仪解调微波光链路的数学模型 ,提出了通过链路的S21增益峰值计算得到相位调制器半波电压的方案。 实验表明,此方法测得的相位调制器半波电压和厂家提供的数据相符合。把测得的相位调制 器半波电压应用在实际的光链路系统,增益仿真曲线和实验结果也相吻合 。在实验中,实现调制信号相位-幅度转换的光纤干涉仪由2个保偏 耦合器加特定跳线构成。实验结果表明,本文方案是一种结构简单、操作容易且具较高实 用价值的相位调制器半波电压测量方法。     

一种中频相同的微波光子信道化接收机

提出一种基于相干光处理的微波信道化接收机,采 用 自由谱范围(FSR)不同的两套光频率梳(OFC,optical frequen cy combs)分别作为 光载波和光本振,使得各个信道的输出具有相同的中频。本文方法将微波信号调制到载波 OFC的每一个 频率分量上,并用法布里-珀罗(F-P)光滤波器对多个信道的调制光边带同时进行带通滤 波,然后与 本振OFC进行相干探测实现频率下转换。若载波OFC比本振OFC的FSR大于1个 信道带宽,并使 F-P滤波器的FSR与本振OFC相等,可得 到等带宽、等中频的微波信道,降低了后续电路的复杂度。对 两个相邻信道进行了实验,将9.74～9.86GHz和9.86～9.98GHz波段的信号分别下转换到两个带宽为120MHz 的中频信道,两个中频信道的中心频率仅相差4MHz分别为900MHz和 896MHz,表明本文方法能够实现等中频的信道输出。     

离散色散光域傅里叶变换的延时和带宽扩展研究

光域傅里叶变换为射频频谱分析提供了一种新的解决方案。光域傅里叶变换主要受限于大的二阶色散的获得,而离散傅里叶变换只需要控制离散点的相位,理论上可以解决大色散的获得问题。文章利用光纤环作为离散色散器件,用线性调频信号作为待测信号,进行了光域离散傅里叶变换的研究。该系统是一个快速傅里叶变换系统,每次变换用时约2.07ns。用示波器观测线性调频信号变换前与变换后的波形延迟,可以测出该系统的变换延时,约为100ns,其延时大小主要取决于系统中的光纤长度。该系统可以实现对信号的不间断处理。为了扩展系统的瞬时带宽,对片上集成光微环组方案的可实现性进行了分析。     

交叉耦合混沌信号源电路建模与设计

提出一种交叉耦合结构混沌信号源电路,通过建立非线性混沌模型证明交叉耦合电路满足混沌振荡的条件。将电路拆分成2个互补的两级混沌电路,基于左右两边互补特性分析了交叉耦合混沌电路稳定性提升的机制。通过改变输出端口阻抗,对混沌吸引子和输出信号频谱进行仿真和测试,结果表明：交叉耦合混沌电路维持稳定混沌状态的输出端口阻抗由常规混沌电路的500 Ω以上降为80 Ω以下,稳定性提升6倍以上;输出混沌信号频谱分三段覆盖1.5~11.4 GHz频段,较常规电路提升50%以上。     

微波光子技术在数字阵列雷达中的应用探讨（特邀）

从国内外最新的数字阵列雷达发展趋势入手,总结了数字阵列技术向“宽带化、离散化、智能化、灵巧化”发展在调制自由度、信号特征处理、参数控制与算法加速方面亟待突破的问题,同时对比分析了微波光子处理的适配性及优缺点,以微波光子雷达实用化推进为目的,对光模数转换、光正交解调、光波形产生、光射频总线、轻薄化集成等微波光子技术在数字阵列雷达系统中的应用进行了展望。     

某光控相控阵雷达组件热设计与参数优化

为了确保光控相控阵雷达中微波发射前端组件运行的稳定,为高热流密度功放组件提供合理的温度环境,依据集成系统的结构与前端输入,提出了匹配系统的热设计方案,并采用仿真软件进行了模拟与分析。结果表明,系统最高温度不超过指标温度,且热均匀性较高。该热设计方案验证了采用金刚石/铜进行热扩展并结合合理的液冷冷板结构,可以实现紧凑高效的散热需求。此外,提出了多级翅片与对插式辅助翅片的结构优化方案,并分析了相关参数对散热的影响。该系列热设计方案与参数分析可以为雷达高热流密度组件的热设计提供思路。