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.     

高集成硅基微波光子芯片的研究进展及趋势

随着微波光子技术的发展,在解决传统射频领域无法直接实现的功能方面已经有了很大的成就,同时大大促进了光电子通信技术的发展。然而,微波光子技术仍面临着新的挑战:现有的光通信系统由分立的光/电、电/光等元器件构成,在不断追求更高速率、更大带宽和更强处理能力的通信系统的现状下,要求器件和系统的尺寸更小、功耗更低及抗干扰能力更强。因此,通过硅基集成技术和微波光子技术的结合实现微波光子学系统芯片集成化,从而降低整个系统的成本、缩小尺寸、降低功耗,是微波光子学发展的必然趋势。文章总结了微波光子集成技术和硅基光子器件的发展现状,指出可调谐、可编程的硅基微波光子芯片必将成为军事领域和民用方面发展的关键技术。     

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。     

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.     

色散光纤在X波段光控相控阵雷达技术中的应用

介绍了色散光纤在X波段雷达信号的光控相控阵中的应用——光纤延迟线,建立了光控相控阵雷达通信系统的模型,采用外调制的方法把微波雷达信号调制到光信号上,运用光学软件Optiwave来建立光控相控阵雷达的仿真系统。其结果可以为色散光纤在X波段光控相控阵雷达技术中的应用提供参考。     

集成光开关发展现状及关键技术(特邀)

随着网络传输数据流量的爆炸性增长,传统电交换由于其有限的带宽和高功耗将很难满足网络带宽发展需求。光交换能直接在光域上完成光信道间信息的交换,具有高速、宽带、透明、低功耗以及潜在的低成本等诸多优点,能满足下一代全光交换网络、数据中心和高性能计算机光互连网络建设的迫切需求。文章介绍了集成光开关的发展现状及核心技术,包括采用氧化硅、III-V族半导体材料和硅材料来制作光开关的进展以及各种技术的特点。其中硅基集成光开关具有结构紧凑、功耗小、成本低以及与互补型金属-氧化物-半导体（CMOS）工艺兼容的优势,适合大规模光开关制作和量产,具有潜在的巨大市场商用价值。文章重点介绍了实现硅基光开关的核心单元器件以及几种代表性光开关阵列,并对光开关状态监控和调节以及光电封装做了阐述。     

光电子技术在阵列天线中的应用

介绍光电子 基本概念及其发展状况、主要技术特点,探讨在阵列天线中的应用前景。     

硅基光开关及阵列研究进展

随着网络传输数据的爆炸式增长,传统集成电路芯片面临着难以进一步提升交换速率及继续扩大容量等挑战。相较于传统电子芯片,硅基光子器件具有交换速度快、功耗低、带宽大和与CMOS工艺兼容性好等优点,可满足下一代全光交换网络、数据中心和高性能计算光互连的迫切需求,被视为在后摩尔时代突破芯片容量最具前途的解决方案,受到日益广泛关注。文章介绍了硅基光子芯片中光开关单元及阵列的技术原理和发展现状,重点论述了MZI型、MRR型开关单元,以及常见阵列拓扑结构,介绍了近年来大规模光开关阵列的国内外研究进展,讨论了未来硅基光开关及阵列研究中面临的主要问题和解决方法。     

用于相控阵天线的光纤真延时技术

光真延时是对相控阵天线进行光控的一种重要手段.文章介绍用于相控阵天线的光纤真延时技术和各种真延时结构.     

下一代非易失性硅基集成光开关探讨

针对硅波导采用热光或载流子色散效应折射率调节范围小、功耗高且具有易失性的缺点,提出一种基于相变材料的硅波导调节方法。相变材料具有至少两种稳定状态,折射率差别巨大,而且状态的保持不需要外加电压来维持,具有非易失特性;因此,硅与相变材料混合集成可以有效克服硅基光电子本身的物理限制,能应用于高密度、低功耗、大规模集成光开关芯片中。