微波光子超宽带信道化接收机综述

现代雷达信号朝着多格式、多频段、大带宽趋势发展,对电子战中雷达信号侦测提出了更大挑战,要求接收机具备大瞬时带宽、宽频谱覆盖以及高频谱分辨能力。微波光子技术因其具有低损耗、大带宽、抗电磁干扰、设备结构简单等优势,与超宽带信道化接收需求相匹配。本文从信道化接收机面临的需求与挑战出发,对众多微波光子信道化接收机技术方案进行简要梳理,然后介绍了目前微波光子信道化接收机技术发展方向。     

光学微腔在微波光子雷达系统中的应用

微波光子雷达通过光子技术辅助可突破传统电子技术瓶颈,实现光子系统集成化是未来微波光子雷达的必然发展趋势。具有超高品质因子的光学微腔得益于其独特的线性和非线性光学特性,可在极小的体积内实现宽带微波信号的光域调控,是集成微波光子雷达系统的关键核心元件,在微波光子滤波、光生微波信号、光子辅助信道化接收和光控波束形成等系统功能单元中都具有重要的应用价值,并且在未来太赫兹雷达、激光雷达等系统中也具有广阔的应用前景。     

基于微波光子的宽带I/Q混频技术

针对传统射频前端在体积、重量、功耗和带宽等方面存在的诸多限制,研究面向通用一体化射频前端应用的微波光子技术。简要介绍了射频前端混频技术,对超外差和零中频这2种混频方式进行了对比分析,重点对混频用到的主要微波光子技术进行了详细说明,并引入软件无线电的概念,提出了基于微波光子的宽带I/Q混频技术。该技术利用光的宽带处理能力,可以支持L波段至Ka波段任一频段的宽带信号解调,该混频装置兼容软件无线电平台。     

微波光子认知雷达技术

针对宽带微波光子雷达易被外界电磁信号干扰,难以在复杂电磁环境下对多样化目标进行高速探测与识别的关键难题,本文提出一种能融合多个机会频带以实现高分辨率探测的微波光子认知雷达系统架构.探讨了与微波光子认知雷达系统相关的微波光子宽带实时频谱侦测、可重构波形产生和稀疏频带成像处理等关键技术,论证了方案的可行性.该方案充分发挥了...     

智能微波光子射频前端与链路

射频(RF)前端与链路是雷达、通信、电子战等系统中的核心功能模块。新一代智能无线系统的大带宽、多频段、可重构信号处理与传输需求对RF前端与链路的研发提出一系列挑战。基于微波光子技术的RF前端与链路具有大带宽、低损耗和抗电磁干扰等优势,能够很好地满足新一代智能无线系统的需求。重点围绕可重构、多信道/阵列化收发RF前端和大动态范围、高相位稳定性、多业务融合的微波光子RF链路,介绍与分析智能微波光子射频前端与链路的发展现状与研究动态。     

基于微波光子技术的可重构雷达系统

针对传统电学雷达系统难以在一套硬件设备上实现宽频段范围内工作波段切换的问题,文中提出了一种可重构微波光子去调频雷达成像系统方案.该方案在发射机中利用级联电光调制器结构实现雷达发射波形的可重构,通过调整本振信号的频率使雷达的发射频段能够灵活改变.在接收机中利用平行结构马赫增德尔调制器实现雷达回波信号的去调频接收.通过逆合...     

微波光子传感技术研究进展综述

微波光子学是一门研究光与微波相互作用的新型交叉学科,旨在利用现代光学技术实现高频宽带微波信号产生、传输、处理和测量.其中,微波光子传感是微波光子学一个重要的研究领域,它采用光学传感器实现温度、应变、压力等传感参量光域感知,基于微波光子技术实现光域传感信息到微波域的线性映射和转换,结合微波信号处理技术实现传感信号解调,具...     

一种多波段多功能宽带可重构微波光子雷达设计方法

微波光子多波段多功能宽带可重构雷达,具有同时多波段、多功能、大瞬时带宽、可重构、低相噪、任意频率载频、高分辨成像等性能优势,有望实现一部雷达对任意波段任意功能雷达的替换和实现只用一部雷达就替换多部雷达的对雷达数量的缩减,将多部雷达变为一部雷达,是未来雷达的一个重要发展方向。本文首先对未来多功能雷达的需要进行了分析,再介绍了微波光子多功能宽带可重构雷达的独特性能优势,再提出了一种微波光子多功能宽带可重构雷达的设计,介绍了保证低相噪,多波段,系统相参,大瞬时带宽的系统模块设计方法。最后对本设计的性能优势和前景进行了总结。     

微波光子与多学科交叉融合的前景展望(特邀)

微波光子学可借助光电子器件实现微波信号的产生、处理、接收和分配等功能，具有宽带、低传输损耗、轻重量、快速可重构及抗电磁干扰等优势。随着微波光子学的理论方法和技术应用的不断发展，微波光子与多学科交叉融合成为其核心发展方向。文中对微波光子与部分学科交叉融合的现状进行了总结，并对微波光子与激光技术、集成光电子学、量子技术和人工智能等前沿学科的交叉融合进行了展望。     

基于集成光频梳的新型微波光子应用 （特邀）

基于光学微腔的集成光频梳具有光谱宽、谱线间隔大、体积小等优势,为微波光子系统带来了新的发展机遇。近年来涌现了多种基于微腔光梳的微波光子应用,包括高质量微波信号产生、微波光子信号处理、真延时微波波束形成等,具有相位噪声低、可重构能力强、奈奎斯特带宽大等优异性能,展现了集成微腔光梳在微波光子领域的广阔应用前景。     

微波光子技术在电子战中的应用探讨（特邀）

电子战是夺取信息化战争的关键力量之一,而微波光子技术由于其宽带性、高速性、并行性、小巧性等特征与电子战能力提升的需求高度匹配,已经成功应用于信号产生、传输及处理等环节中。首先从电子战系统的作战要求和能力特征出发,分析了影响电子战效能的核心要素;进而探讨了微波光子的特点及其提升电子战能力的原因,并以光学波束形成为典型应用,分析了微波光子给电子战系统带来的能力提升优势;最后,面向电子战向电磁频谱战转型的发展需求,对微波光子的发展趋势进行了展望。     

异质集成微波光子器件发展现状

微波光子学利用光子技术实现微波信号的产生、传输、处理及控制,可突破传统微波技术在带宽、传输损耗和抗电磁干扰等方面的瓶颈,提升雷达、电子战等信息系统的综合性能.激光器、电光调制器和光电探测器是微波光子技术中的三种核心光电子器件,其性能对微波光子链路的噪声和动态等指标具有决定性的影响,但基于分立器件的微波光子系统体积、重量较大,难以满足雷达、电子战等系统的阵列化需求,硅基异质集成技术以及高密度低损耗片上光传输互连技术是解决有源器件集成和无源器件集成的关键技术.文章介绍了用于微波光子的硅基激光器、电光调制器、光电探测器和波导的异质集成技术的发展现状,并探讨了集成微波光子技术的发展趋势.     

宽带多载波微波光链路多源非线性数字补偿方法

随着数据通信容量需求的不断增长，微波光子技术在未来宽带卫星通信发展中具有良好的应用潜力。针对宽带多载波微波光链路系统中多种非线性失真共存问题，提出了一种数字线性化方法，通过在数字域进行非线性失真算法补偿，实现了系统多载波射频信号的互调非线性失真、三阶交调非线性失真的共同抑制。实验证明了所提方法的有效性。     

微波光子集成及前沿展望（特邀）

微波光子学是一门融合了微波技术和光子技术的交叉学科,是研究光波和微波在媒质中的相互作用以及在光频域实现微波信号的产生、处理、传输及接收的微波光波融合系统。由于现有的微波光子系统大多由分立器件组成,在体积、功耗、稳定性、成本等方面仍有待提升,因此集成化是微波光子技术发展的必然趋势。文中探讨了微波光子集成技术面临的主要科学与技术问题,总结了该技术的发展现状和前沿研究进展,并对其未来发展前景进行了展望。     

Silicon integrated photonics begins to revolutionize

The advances in Si technology and the rapid growth of broadband communication via optical fiber allow silicon integrated photonics to begin revolutionizing the electronic devices, circuits, and systems. The pace of technological development has been recently speeded up. Using microfabrication technology we are now able to make waveguide structures and optical components from Si-based materials, such as silicon oxynitride or doped silica. Visible light can be obtained from Si-based materials such as Si quantum wire/dots and Si nanoclusters embedded in insulators. The remaining issues are to develop processes and device structures to make Si photonics economically viable with system and device performance comparable to their existing counterparts. Recent efforts have demonstrated that the light-emitting efficiency can be enhanced greatly and that the lasing effect is also possible with the nanostructures. The impact of these moves will be revolutionary. The successful development of Si integrated photonics will enable on-chip optical interconnects for future microprocessor and giga-scale circuits, chip-to-chip fiber interconnection and will greatly decrease the cost for fiber-to-home connection. This will be one of the major moves for the next technology revolution. The present article discusses some recent developments on these aspects.     

硅基光子集成宽带大色散延时芯片（特邀）

集成、宽带、大色散延时的器件在微波光子滤波、真延时相控阵天线等领域有着重要的应用,可以有效地降低系统尺寸和功耗。文中提出并实现了一种基于硅基光子集成的宽带大色散延时芯片,通过采用超低损耗波导结构和侧壁法向量调制结构实现了片上集成大色散波导光栅,色散值超过250 ps/nm, 最大群延时达到2440 ps,带宽大于9.4 nm,该芯片有望用于微波光子学、高速光纤通信系统等领域。     

微波光子技术应用现状及趋势

详细介绍了微波光子技术的基本内涵、发展现状和技术优势.从雷达、电子战以及通信三大典型领域的发展历史详细介绍了微波光子技术的具体应用状况,全面分析了微波光传输与处理技术特征与电子信息系统性能提升的内在关系.结合电子信息系统的发展趋势和瓶颈问题,提出基于微波光子技术的解决思路,以期对未来微波光子技术的发展和应用方向提供有意义的指导.     

硅基片上集成二维光控多波束形成的研究

传统雷达系统在当今日益复杂的电磁环境中面临严重挑战,而集成微波光子学技术可突破传统雷达的技术瓶颈,具有大带宽、高分辨率、高复用度、高集成化等技术优势。本文基于集成微波光子技术,研制了一款硅基集成二维光控多波束形成系统样机,提出了一种基于二氧化硅平面光波导的片上集成二维光控多波束形成系统架构,结合流片加工平台完成了关键光芯片的设计流片和封装测试,最终完成系统样机整机联调测试,并对实验结果进行理论计算处理,验证了硅基集成波束形成系统的关键性能指标。系统具有大瞬时带宽、二维同时多波束、各波束多波位独立扫描的能力,与此同时兼具硅基光子集成技术的小型化、轻量化、低成本等优势,试验结果验证了集成微波光子技术应用于雷达系统的先进性和应用潜力。     

通信网交换系统的发展趋向

本文对宽带综合通信网交换系统几个主要方面技术的发展趋向作了概括介绍，内容包括：电子交换的分布结构、ＡＴＭ交换的开始应用，个人通信的无线进网，宽带交换引用光子技术和多媒体交换结构分析。