宽带多频段微波光子链路性能研究

覆盖C、Ku、Ka三个频段的多频段微波光子系统链路性能受自频段三阶交调失真、不同频段间二次谐波和二阶交调失真以及电光调制器半波电压变化的影响.分析了不同频段内干扰信号,得到了链路性能优化时调制器直流偏置电压,讨论了不同输入射频功率时各频段主要干扰信号.     

双音调制星间微波光子链路信号噪声失真比优化

建立了包括光源、马赫曾德尔调制器、掺铒光纤放大器和光电探测器的双音调制星间微波光子链路模型。利用贝塞尔函数展开、傅里叶变换/反变换和Graf加法定理,推导出探测器输出信号的严格通用解析解,考虑三阶交调失真的影响,得出信号噪声失真比（SNDR）的表达式。着重分析了在不同调制方式下SNDR、基波和三阶交调信号功率随射频输入功率的变化情况。数值计算结果表明:SNDR、基波和三阶交调信号功率随射频输入功率的增大先增大后减小,存在最优的射频输入信号功率使SNDR达到最大。相同射频输入功率条件下,双边带调制SNDR大于单边带调制,适合星间微波光子链路应用。     

星上微波信号光学调制偏置点优化理论及仿真研究

研究了基于双电极马赫曾德尔干涉仪(DE-MZM)的星上微波信号光学调制方法,获得了单频段微波信号输入时的调制器输出光场表达式,推导了载噪比、射频增益、噪声系数及无杂散动态范围四个参数的解析表达式,建立了星上微波光子链路传输方程。利用OptiSystem仿真软件,搭建了单频段微波信号输入时的星上微波光子链路仿真系统,对链路性能进行了仿真研究。研究结果表明,调制器直流偏置点在正交点时,射频信号增益最高;直流偏置点在低偏置点时,载噪比、噪声系数和无杂散动态范围三个性能指标最优。     

一种模拟预失真线性化微波功率放大器

研究了一种新的模拟预失真线性化电路,它由2对工作于不同偏置电压下的反向并联肖特基二极管对以及电容、电阻,3 dB电桥耦合器(Hybrid)、可变增益放大器组成,通过调节二极管对的偏置电压可分别控制产生IM3和IM5信号的幅度和相位。利用专用的微波电路仿真工具ADS进行仿真验证,仿真结果表明在2 GHz频段功率放大器的增益压缩和相位偏移在1 dB压缩点附近分别补偿了1.5 dB和9.3°,双音测试表明,在输出功率为41.8 dBm时,IMD3和IMD5分别改善了26和10 dB。     

宽带大动态射频光传输技术

宽带大动态的射频光传输链路是微波光子技术应用的基础。针对射频光传输对链路高动态范围的应用需求,分别介绍了多频点副载波复用数字预失真和多源非线性数字后补偿两种失真线性化技术的原理及其研究进展,这两种方法能较好地抑制信道间的交调失真和信道内的三阶交调失真。同时,将全光下变频技术引入到接收链路中,通过充分利用相位调制线性特性的优势,分析了基于相位调制及相干解调DSP处理的大动态光载射频传输系统,实验得到的宽带射频信号光传输系统的无杂散动态范围达到了128.8 dB.Hz2/3。     

带前置光放大的星间微波光子链路性能优化

考虑发射机和接收机对准误差引起的信号衰落,推 导出带前置光放大的星间微波 光子链路输出信噪比(SNR)的解析表达式,并建立了基于平均SNR原则的 链路优化模型。在给定 SNR要求及对准误差条件下,对Mach-Zehnder调制器(MZM) 直流偏置相移进行了优化,使所需激 光器(LD)输出功率最小,并进一步分析了前置放大器参数对最小LD输出功率和最优直 流偏置 相移的影响。数值仿真结果表明,与增益相比,前置放大器噪声系数决定了指定SNR所需 的最小LD输出功率。当对准误差角标准差为0. 4μrad时,噪声系数加倍会使SNR达到 15.56dB时所需的最小LD输出功率增加6.73dB。然而,前置放大 器噪声系数对最优的直流偏置相移几乎无影响,噪声系数加倍后最优直流偏置相移的变化不 会超过0.003π。     

高线性波分复用模拟光链路的设计及实现

面向多路射频模拟信号的高线性传输需求，基于强度调制-直接探测的原理，提出了基于波分复用技术的模拟射频光传输方案；利用高线性度模拟直调半导体激光器、波分复用器、模拟光电探测器，设计了基于微波光子技术的波分复用射频光传输链路，该链路具有低串扰、低失真、链路增益可调等性能。利用该链路进行了直调激光器、驱动控制电路、射频光发射模块和光接收模块的样机研制。对所研制出的样机进行了实验测试。测试结果表明：通道增益可在-30～10 dB调谐，通道内基波与二次谐波抑制比高于50 dB，相邻及非相邻通道间射频串扰均低于60 dB，相位一致性在±5°以内。针对不同的信号输入功率，在线调整链路增益，改善链路的信噪比或非线性失真效应。设计和研制的样机可用于低频段射频信号的光纤传输。     

相位调制微波光传输链路特性分析（特邀）

常规的微波光子系统采用强度调制方式实现微波信号的电光转换,由于调制器采用马赫-曾德尔干涉结构(MZI),系统性能不仅受到自身正弦响应特性的制约,而且需要进行偏置点控制,因此存在动态范围受限、系统控制复杂以及3 dB固有损耗带来的效率不足的问题,而采用相位调制可避免该问题。围绕相位调制光传输链路,为了完成相位调制信号的光电解调,文章提出采用薄膜滤波器通过边带抑制与边带选通两种方式实现相位调制到强度调制的转换,并分析了链路射频性能与器件参数之间的映射关系。实测对比了相位调制与常规强度调制链路之间的传输特性,通过分析可知,在相同链路配置条件下,相位调制链路具有更高的传输效率,而且光滤波带来的均衡作用,使得相位调制链路的3 dB带宽比强度调制链路大两倍。     

一种Ku波段空间行波管预失真器

提出一种无需直流偏置的Ku波段空间行波管预失真器.基于90°电桥、反向并联GaAs肖特基二极管对和负载电阻,产生预失真信号.同时可通过改变微带线长度和负载阻值实现可调性.此外,该电路自身具有良好的输入输出匹配特性,简化了电路结构.实测结果表明,该预失真器在带宽500MHz范围内可获得约7dB增益扩展和45°相位扩张.与行波管联测表明,行波管双音饱和输入功率回退3dB时,三阶交调可获得约6dB的改善效果.     

采用二极管的射频预失真毫米波功放线性化器

文章提出了一种Ka波段的射频预失真线性化器.它由一个GaAs肖特基二极管和一个电容并联构成,通过一个偏置电阻加入直流馈电,具有增益扩展和相位延迟的特性,并且其增益和相位特性具有可调性,尤其其相位特性可调性更强.将其应用于工作频率为30GHz饱和输出功率为10W的功放,输出三阶交调失真(IMD3)可以改善15dBc以上,此时功放输入的双音激励信号频率间隔为5MHz.该线性化器可调性强、结构简单、成本低廉、易于实现,有着非常大的工程应用价值.     

外壳为聚苯乙烯硬泡沫的角锥吸波材料

随着使用频率的降低,微波暗室角锥吸收体的高度也相应增加。传统的聚氨脂泡沫角锥吸收体由于在浸渍和烘干方面存在困难,因而不易制作。为避免聚氨脂泡沫角锥吸收体在大尺寸时浸渍和烘干的困难,以聚苯乙烯硬泡沫板为外壳,以聚苯乙烯泡沫小球和吸波材料混合体为充填物的新型角锥吸波材料已开发成功。聚苯乙烯泡沫具有低密度,高阻燃和低介电常数的特点,因而保证了吸收体的重量轻,阻燃好,吸收性能高的要求。而且吸收体表面平整,洁白,采光好。试验结构表明,500mm高度的吸收体,在2.6-18GHz频率范围内,反射率基本上都优于-50dB。     

爆炸磁频率发生器的等效电路分析

爆炸磁频率发生器是在螺旋磁累积发生器的基础上附加一小电容构成的.通过炸药爆炸使电感迅速减小,以此在螺线管中激发出强的振荡电流并在短时间内产生功率足够强的微波脉冲.基于等效电路理论,分析了该装置中电流的时间特性及产生微波脉冲的可能性.最后,分析了电流的频谱特性及其与电路参数的关系.     

微波基板用陶瓷材料Li_2Mg_(1-x)Zn_xTi_3O_8微波性能研究

通过传统固相反应法制得三元系尖晶石结构的Zn掺杂的Li_2Mg_(1-x)Zn_xTi_3O_8(LMT)陶瓷。讨论了Zn掺杂对Li_2MgTi_3O_8陶瓷试样的相结构、显微结构及微波介电性能的影响。当Zn掺杂量为0.06时,Li_2Mg_(0.94)Zn_(0.06)Ti_3O_8陶瓷试样在1 075℃烧结4h可获得良好的显微结构与微波性能,其中介电常数适中(ε_r≈26.58),品质因数较高((Q×f)≈44 800GHz),谐振频率温度系数趋近于0(τ_f≈1.9μ℃~(-1))。该研究得到的陶瓷材料具有良好的微波介电性能,可作为无机填充材料运用于微波复合介质基板材料的研制中。     

高性能低成本微波组件制造技术

高性能、低成本的微波组件制造技术对复杂昂贵的电子系统的普及应用具有重要意义。目前,微波组件多采用薄膜或微波介质片工艺制造。其调试造手工操作来完成,制造成本较高,生产一致性差。先进的铜厚膜工艺具有微性能好、便于大量生产等特点,是一 高性能、低成本的电路基板制造技术。激光技术与自动测试技术自动控制技术相结合可实现对微波组件的高精度动态闭环自动化测试修调。采用这些先进技术,能提高生产效率。降低微波组件的     

数字微波发展中面临的挑战

数字微波作为一种无线传输方式,与其他通信方式相比具有建设周期短、抗自然环境灾害性能强、不容易遭受人为破坏、应用灵活等特点,因此在广播电视信号传输中,数字微波具有不可取代的地位。通过对河北省广播电视数字微波传输系统的介绍,对协调城市发展与微波通道保护、微波衰落与广电维护工作要求进行了分析,提出了解决方案。     

一种2.45 GHz微波二极管整流电路

为了提高用于微波无线功率传输的微波整流效率,本文采用微带结构实现了一个2.45 GHz的微波二极管整流电路.仿真实验结果证明在输入功率约为20 dBm的情况下,获得了大于50%的整流效率.通过完善和改进电路,可以进一步提高整流的效率,并应用于微波整流天线.     

微波铁氧体开关互易性的讨论

提出了Y 结型铁氧体开关能够在不改变控制信号的情况下实现收发双向传输的解决办法;应用传输矩阵对差相移 型铁氧体开关的工作原理和互易性进行了详细的讨论,得出了差相移误差和开关隔离度、互易性的关系,对铁氧体开关 的研制具有指导意义。     

低温共烧陶瓷微波多芯片组件

低温共烧陶瓷(LTCC)是实现小型化、高可靠微波多芯片组件(MMCM)的一种理想的组装技术.本文研究采用了一种三维LTCC微波传输结构,并采用叠层通孔实现垂直微波互连.利用电磁场分析软件对三维微波传输结构和垂直微波互连方式进行了模拟和优化,并与试验样品的测试结果进行了对比,两者吻合较好.介绍了单片微波集成电路芯片测试和微波多芯片组件键合互连方法,以及一个X波段微波多芯片组件的应用实例.     

高功率微波作用机理及影响条件分析

高功率微波武器在战场上的应用日趋广泛 ,并且日益成为战场上各种武器设备中的电子系统和作战人员的重要威胁。列举高功率微波的常用破坏阈值 ,并试图从其杀伤机理 ,大气对其传输的影响等方面作一些探讨     

一种新型电子战武器--高功率微波武器

高功率微波武器具有作用距离远、频谱覆盖范围广、发射波束宽、功率大、全天候作战等特点,是一种新型的电子战武器,兼具软、硬杀伤作用。介绍了其性能特点、作战应用及对其的防御措施。