有机聚合物光波导延迟线研制的新进展

由于孔径效应和孔径渡越时间的限制,传统的相控阵雷达难以在大扫描角下实现大瞬时带宽,有机聚合物光波导延迟线可解决这一问题。先介绍了有机聚合物光波导延迟线的原理和优点,接着综述了三种延迟线：利用聚酰亚胺制成的4位有机聚合物光波导延迟线,多层结构的有机聚合物光波导延迟线,开关选择的超长有机聚合物光波导延迟线。     

光控相控阵雷达中的光纤延迟线

着重介绍了利用光纤的延迟特性实现光控相控阵雷达的实时延迟技术.设计了两种延迟阵列,并分别进行了试验验证,试验结果表明这两种延迟阵列各有利弊.综合考虑,方案2优于方案1.     

硅基微波光子波束形成器研究进展

微波波束形成器是相控阵雷达、5G通信基站等射频发射系统中的核心器件。近年来硅基微波光子波束形成器以其带宽大、尺寸紧凑、重量轻、损耗低、抗电磁干扰等优势成为微波光子学中的研究热点之一。文章从微波光子波束形成的基本原理和性能指标出发,总结了近年来应用于微波光子波束形成器的多种集成可调光学真延迟线结构和波束形成网络架构,并介绍了微波光子波束形成系统集成芯片和自动化控制的最新进展,最后对硅基微波光子波束形成器的未来发展进行了展望。     

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。     

基于微波光子的宽带数据接收系统设计与验证

针对高速数据接收系统中传统电扫阵列瞬时带宽受限、数传速率难以进一步提升等问题,采用基于微波光子的“阵元移相+子阵真时延”光电协同多波束形成方法,利用光学真延时技术设计了Ka频段8通道二维扫描光电混合波束形成系统,通过稀疏设计进一步降低了系统复杂度。研制了单子阵64阵元规模的高速数据接收系统原理样机并进行了测试,结果表明在25.35～27.1 GHz工作频段无线信道条件下,阵列扫描范围为±40°,可同时形成8个波束;在QPSK数传体制下接收速率达1.5 Gb/s,误码率小于等于1×10^-7,误差矢量幅度(Error Vector Magnitude, EVM)指标优于3%。相关工作可为多波束和大带宽的高速数据接收设备等提供技术支撑与参考。     

微波光子集成芯片技术

微波光子集成芯片技术是微波光子雷达的重要支撑技术,不仅可以实现器件的多功能化,缩小微波光子雷达的体积,还可以大大提升微波光子雷达的稳定性与可靠性。该文介绍了目前常用的InP基、Si基和铌酸锂基等材料体系及其异质异构集成的光子集成芯片技术和可用于微波光子混合集成的光电集成芯片技术,并展望了未来发展趋势。      

集成光子学微波移相器研究进展

从集成光子学多路、高精度微波移相器在光控相控阵雷达系统中的应用背景出发,探讨了该器件的研究进展和应用前景.     

波分复用光控相控阵雷达的控制技术

为了设计波分复用光控相控阵雷达的完整结构,提出基于光开关控制的光控相控阵雷达发射与接收前端的基本组成,描述光控相控阵雷达的工作原理。介绍光开关控制的波分复用光延时网络结构,设计并分析光控相控阵雷达工作的开关控制流程。测试光开关的性能,分析其对光控相控阵雷达时序设计的影响。制作开关控制的三级光纤真时延迟线结构,实现并验证8个扫描角度的可编程波束成形延迟网络。开关控制光延时网络的实现,证明了基于光开关控制的相控阵雷达工作的有效性和可行性     

一款宽带实时延迟线芯片的设计和实现

为降低电子系统在宽带运用中波束倾斜效应的影响,开展了相关的技术研究。简要介绍了实时延迟线电路的基本概念,对电路设计流程进行了阐述。最终成功开发出一款具有小尺寸和优异微波性能的GaAs微波单片集成数控实时延迟线电路。其性能指标为:工作频率2～8GHz,插入损耗≤23dB,总延时量为637.5ps,驻波比≤1.5∶1。同时指出,要获得高精度的实时延迟线芯片,正确选择控制器件的连接方式和分析延时网络的寄生效应是必要的。     

相控阵天线全光移相网络

采用全光移相网络的光控相控阵天线具有使空间波束实现宽带宽角扫描的优势.传统相控阵天线受电移相网络的自身特性限制,瞬时应用带宽有限.系统分析了典型全光移相网络的技术特点,以及各个技术合适的应用方向和方案.     

X波段的64单元相控阵天线的实时延迟线系统

提出一种用于X波段的64单元相控阵天线的实时延迟线系统。采用压电陶瓷(PZT)调节线性啁啾光纤的长度,实时地改变时延的长短。每支延迟线的调节范围为0~350 ps。系统采用8次时延叠加的方法,获取大角度扫描所需的长时延。通过串联、并联和分组交换连接方式,将72支延迟线联成延迟网络。在同一扫描信号控制下,各延迟线能同步的调制出不同的时延,合成相控阵天线波束指向对各个发射单元所需求的时延,扫描方式可以是连续的。相控阵天线应用本系统后,波束扫描角可达±81.2°,天线搜索数据率为115.0次/s。     

采用频域光延迟线的光学相干层析成像

频域光延迟线是一种光学扫描结构,其基本组成是一个衍射光栅、一个透镜和一个扫描镜.把频域光延迟线应用到光学相干层析成像系统中,可以使参考臂扫描速率至少达到数m/s以上,从而实现视频速率的图像获取.从几何光学的角度分析了频域光延迟线的工作原理,分析结果表明在扫描角很小的情况下,入射光的光程或相位变化频率与扫描角频率有较好的线性关系.基于这一结构的光学相干层析成像的结果证明可以避免活体生物组织位移引入的图像模糊.另外,还提出了一种基于微执行器的新扫描装置.     

光控相控阵多通道芯片集成方案研究

光控相控阵的延时网络借助于光电子器件实现宽带微波模拟信号处理,有效突破了电子瓶颈的限制。针对光控相控阵中多通道光延时网络芯片全集成架构,进行了深入论证,研究了光延时网络中激光源、载波抑制及延时精度等因素的影响。提出了一种可用于光控相控阵设计的多通道全集成光芯片的架构方案,并搭建了S频段光链路实验平台验证。结果表明,基于该多通道架构方案的延时网络可实现宽带范围内射频增益合成。     

基于光传输的精密标准延时模块设计

该文在分析了基于光传输的延时系统原理的基础上,介绍了精密标准延时模块的组成。对模块的发射、传输、接收和放大等组成部分进行了理论分析和实际设计,重点讲述了光纤链路及逻辑控制的设计和实现。介绍了该模块时延特性测试系统的组成和搭建,并通过矢量网络分析仪对设计完成的光延时模块实物进行标准延时测试,分析对比测试结果,得出测量误差,并分析误差原因。该模块的实现为某系统的自校准提供了标准延时参考,同时可作为便捷有效的溯源手段。     

低损耗高集成度氮化硅阵列波导光栅波分(解)复用器

氮化硅平台阵列波导光栅(AWG)波分(解)复用器具有损耗低、集成度高、温度敏感性低等优势。基于联合微电子中心有限责任公司(CUMEC)的氮化硅集成光子工艺平台,从波导传输损耗、阵列波导与平板波导模式转换损耗、截断损耗、泄漏损耗等方面对氮化硅基AWG波光(解)复用器插入损耗进行了优化,并采用标准CMOS工艺完成低损耗C波段AWG密集波分(解)复用器制备。该氮化硅基AWG密集波分(解)复用器输出通道数为16,输出通道频率间隔200 GHz。测试结果表明,该AWG波分(解)复用器的平均插入损耗为2.34 dB,1 dB带宽为0.44 nm,3 dB带宽为0.76 nm,串扰约为-28 dB。芯片尺寸为850μm×1700μm,较平面光波导(PLC)基AWG大大减小。     

光控相控阵雷达发展动态和实现中的关键技术

本文讨论了光控相控阵雷达的原理和发展现状,介绍了光控技术在宽带宽角扫描相控阵雷达中的应用和优点,详细阐述了不同光实时延迟线(OTTD)的主要构成原理和技术特点,讨论了雷达微波信号的光调制技术和探测技术现状,指出了光控相控阵雷达技术可能的应用方向.文中重点讨论了光控相控阵雷达实现中需解决的关键技术,包括总体设计方案中的系统指标分配,雷达阵面结构设计时光器件温度特性的考虑,微波信号光纤传输中的幅相一致性、动态范围、非线性相位等,OTTD设计加工中的波束切换时间、插入损耗、隔离度、延时精度等.针对OTTD加工中难免存在的加工误差,文中提出了子阵OTTD与阵元移相器联合波控的方法.     

多抽头宽带光纤延迟线的设计与分析

提出一种具有实用价值的步进延迟可调的多抽头宽带光纤延迟线。首先简要介绍了光纤延迟线的优点、工作原理和基本结构,分析了光纤延迟线的增益、带宽、动态范围和失真指标,着重分析了多抽头宽带光纤延迟线的光纤分配网络的设计和实现。最后对设计的多抽头宽带光纤延迟线进行了测试,给出了测试方法和测试结果,并将它同国际、国内其他同类产品做了对比,描述了它的应用前景和应用领域。     

适于毫米波应用的新型MEMS实时延时线(英文)

介绍了两种适于毫米波应用的RF MEMS实时延时线的设计。首先,在设计中采用了一种新颖的RF MEMS拓宽调节范围的变容器结构,得到了最大变容比为5.39的在片测试结果。其工艺设计基于表面微机械工艺,采用了由5个掩模版组成的工艺流程。然后,在RF MEMS变容器设计的基础上,完成了用于原理论证的Ka波段RF MEMS实时延时线的仿真设计、工艺流片和在片测试。Ka波段RF MEMS实时延时线的在片测试结果显示,在28GHz时处于下降状态的插入损耗为-2.36dB;两端口在28GHz时的回波损耗都小于-15dB,而在5～40GHz的整个测试频率范围内的回波损耗都小于-10dB。在Ka波段RF MEMS实时延时线设计基础上,60GHz RF MEMS实时延时线的仿真设计已经完成并准备投片。     

中功率Ku波段光纤延迟线

介绍了光纤延迟线的工作原理.详细叙述了中功率Ku波段光纤延迟线的研制过程,其中包括:光发射模块、光接收模块、低噪声前置放大器、中功率线性放大器的研制及整个系统链路的设计链接调试等.最后给出了中功率Ku波段光纤延迟线的测试结果.