激光相干雷达中光单次下变频技术

在相干激光雷达远程测距中,为提高雷达的探测距离和距离分辨力,通常使用大时宽带宽积的信号如调频信号对光载波进行调制,并在接收端进行脉冲压缩处理,为降低接收端数字信号处理的数据量以提高运算的实时性,需要将接收信号下变频至合适的频段。传统的外差式雷达接收机需对光信号和电信号分别进行一次下变频,导致系统结构较复杂,且受器件非理想化的限制,下变频过程中会引入额外的噪声,此外还存在镜像频率噪声干扰的问题,导致解调信号信噪比降低。提出了一种将光信号直接下变频至脉冲压缩所需频段的方案,该方案使用正交解调的方式进行,能够简化系统结构同时抑制镜频噪声。首先将本振光进行频移并分为两束,通过控制相位使两本振光相互正交。将信号光分为两束并分别与两路本振光在光电探测器表面进行混频,接着对电信号进行采集,通过相关算法对幅相不平衡进行矫正。经仿真和实验,该方法能够在有效简化激光相干雷达接收机系统结构的同时避免镜频噪声干扰,在10 GSps采样率下,相较于外差式接收机,解调信号信噪比提高了约3 dB。     

低相噪光子式微波接收机的研制

首次对微波接收机的相噪进行了理论建模,并提 出了一种基于光子技术的新型微波接收机,该接收机采用微波光子 链路来代替电缆,使用光电振荡器代替电子振荡器来作为本振源,并基于上述理论模型分析 了该种接收机较传统电子式接收 机在相噪指标上的优越性。让10 GHz载波信号分别通过电、光两种接 收机,对比输出信号的相噪情况,实验结果表明:通 过传统电子接收机接收后,载波信号相噪在1kHz频偏增加了30 dB; 而对于本文所提新型光子式接收机,载波信号相噪在 1kHz频偏仅增加10 dB,说明了该种新型接收机在集成了微波光子链 路与光电振荡器两种新型光子技术后,相噪指标得到了显著提高。     

基于微波光子的复合式时频传输技术研究

光载射频传输技术在地基无源探测、分布式阵列合成孔径、空间探测等诸多领域具有广泛的应用,用于实现不同子阵之间的信号互连与信号相参。针对传统光载射频传输技术中相位稳定度低、时延变化大、易受环境影响等问题,本文提出一种复合式微波光子时频传输技术,通过结合被动和主动时频传输技术,分别实现了本振点频信号的光纤分发和中频宽带信号的光纤回传,联合两者之间技术优势实现了系统的相位高稳定度和宽带信号传输的目的。本系统可实现本振信号、中频信号在中心端和远端的时频稳相传输。通过对比实验和综合测试,实现1.6 GHz本振和(1.6±0.5) GHz中频信号的稳相传输,传输距离为5 km,经过在-40～+70℃的环境试验验证,温度变化范围内上下行微波光子链路中相位波动小于±1.5°。     

激光相干雷达中光电双下变频技术EI北大核心CSCD

在激光雷达远程测距中,雷达接收机需要在接收信号信噪比较低的背景下,对其中的有用信号进行识别、提取和判决。因此,为保证雷达系统的探测距离和精度,在激光发射功率一定的前提下,需在信号接收处理的各环节中设法提高信号的信噪比。当前外差式激光雷达接收机在变频时将本振光和信号光直接混频,导致镜像频率噪声与有用信号叠加,致使解调信噪比恶化。针对激光雷达接收机提高信号信噪比的需求,提出了一种在信号解调过程中对镜频干扰进行抑制,从而提高解调信噪比的方法。采用光电联合I/Q下变频,首先参考Hartley结构,在光信号的解调过程中对镜频处的噪声进行抵消,随后采用I/Q支路不平衡补偿算法对潜在的双支路不平衡量进行矫正,最后使用数字正交下变频将中频信号解调至基带。仿真和实验表明,该方法能够有效消除调频信号变频过程中引入的镜像频率噪声,相较于传统激光相干雷达接收机方案,该方案解调得到的基带信号信噪比提升了约3 dB。     

无源正交混频器HMC620LC4的原理与应用

HMC620LC是基泰尔微波公司推出的一款紧凑型正交混频器.该芯片由双平衡混频器、3dB耦合器(90°移相)构成,利用砷化镓MESFET工艺制作.该芯片具备宽中频输出,本振到射频端口隔离度高,镜频抑制能力优越,幅度和相位平衡出色,可用作镜频抑制混频器.介绍了HMC620LC4芯片的器件特性与结构.以及器件工作的基本原理.最后,将该器件作为下变频组件应用在0～2GHz的幅相检测系统中,对射频器件能够实现简单的幅相测量.     

带温漂补偿的小型化毫米波单脉冲雷达接收前端

介绍一种用于非相参雷达导引头的毫米波接收前端小型化低温漂设计技术。采用多芯片混合集成电路和镜频抑制混频器技术,设计了一种小型化三通道高放混频接收前端。针对非相参雷达特点,对接收机本振采用频率漂移的温度补偿技术,保证了全温范围内接收机对信号频率的稳定跟踪。测试结果表明,接收前端噪声系数低于4.0 dB,镜频抑制大于25 dB,全温范围内温度漂移小于0.6 MHz/℃。     

一种镜像抑制双输出的微波光子信道化接收机

微波光子信道化接收机可将待接收的射频信号转化到光域进行传输和处理,有效避免了电子瓶颈的限制,可实现超大带宽信号或多频点信号的瞬时接收,非常适用于雷达系统和电子战.该文提出一种镜像抑制双输出的微波光子信道化接收机,信号路和本振路都采用光分路器分为3路,光本振利用声光移频器实现左右移频后与信号路进入镜像抑制混频器,最终可将...     

用数字滤波器补偿手机接收机中模拟滤波器的不理想性

零中频接收机中包含一个通道模拟低通滤波器,用于信道滤波,抑制信道外的干扰信号,保证解调所需的载干比。但该低通滤波器的幅频、相频特性的不理想性可能导致信号质量下降。另外,零中频接收机不可避免地存在直流偏移问题,较大的直流偏移将导致后级链路饱和。文章描述了用数字滤波器补偿通道模拟低通滤波器和高通滤波器不理想性的方法。模拟滤波器经过补偿后,对信号质量的影响将减小到可以接受的程度。     

其它电信与业务及其传输技术

0217929高速突发通信零中频接收技术研究[刊]/强刚//西安电子科技大学学报.—2002,29(2).—192～195(L)提出了零中频接收技术。其特点是接收本振不需锁相,比较适合高速突发通信。分析指出接收机同相和正交两支路的不平衡及收发频差等因素会恶化接收机的解调性能。给出了零中频接收机射频前端、正交变频和基带处理的实现方法,其中正交90°移相的准确性和正交两路输出放大器增益的一致性是关键。参4     

一种超宽带零中频接收机的设计与实现

针对雷达、电子战和通信等多功能一体化探测要求,设计了一种基于零中频架构的0.3～18 GHz超宽带接收机。硬件系统由宽带数字接收机、超宽带模拟解调器和超宽带频率源组成,实现了0.3～2 GHz频段信号的直接数字化接收和2～18 GHz频段信号的模拟正交解调。给出了FPGA软件处理流程,采用了基于镜像功率检测方法对I/Q支路进行时延误差校正,采用了基于矩阵求逆最小方差法对I/Q支路进行幅相误差校正。样机测试结果表明,接收机的最大瞬时带宽为4 GHz,校正后的镜像抑制度超过50 dB。     

高速多带NGI-OOFDM传输系统中的非对称发射机与接收机设计

在高速多带无保护间隔(NGI)光正交频分复用(OOFD M)传输系 统中,采用非对称发射机/接收机结构,对接收信号通过多个通用光相干接收机进行部分探 测,可一次完整 接收整个多带NGI-OOFDM信号。发射端采用单个激光源,通过差分马赫曾德尔外调制器产生 8根等频率 间隔为28GHz的光频梳作为光子载波,经112 Gbit/s PDM-QPSK信号调制,波分复用后形成8路宽带的全 光NGI-OOFDM信号。接收端采用非对称发射机/接收机结构,即采用4个接收带宽为 18GHz的通用光相 干接收机,每个接收机接收2路子载波,可以完整接收整个多带NGI-OOFDM信号。采用本文 结构的高速多 带NGI-OOFDM传输系统,误码率(BER)为10－3时, 光信噪比(OSNR)代价较单载波112Gbit/s PDM-QPSK系 统多约9dB。 经16,0ps/nm光纤色散及偏振扰动,在系统接收端通过电色散补偿 后,约有 0.2dB OSNR代价。最后 对传输13×80km的光纤链路进行了仿真,仿真结果表明,与背靠背 情况相比,在进行电色散补偿后,OSNR代价约1.5dB。     

基于LDPC-TCM OFDM的60GHz光载毫米波传输性能实验研究

提出采用低密度奇偶校验码-网络编码调制(LDPC-TCM)提高正交频分复用(OFDM)信号在60GHz光载无线通信(ROF)系统中的传输性能。研制了60GHz LDPC-TCM OFDM-RoF系统,实验比较LDPC-OFDM信号和LDPC-TCM OFDM信号在60GHz光载毫米波的性能,当误码率(BER)为10-3时,经过光纤传输20km后,LDPC-OFDM信号的接收机灵敏度比原始OFDM信息提高了15dB,而LDPC-TCM OFDM信号比LDPC OFDM信号提高1dB。结果说明,LDPC-TCMOFDM信号比LDPC OFDM信号在光链路传输系统中具有更佳的纠错能力和更能降低光链路中色散的影响。     

面向太赫兹辐射计应用的宽带接收机芯片

设计一款工作在W波段的辐射计SOC芯片。该芯片采用商用0.1μm栅长的GaAs pHEMT工艺;内部集成低噪声放大器,IQ输出的零中频电阻混频器以及6倍频本振链。测试结果显示,该芯片工作频率为85～110 GHz,中频带宽大于10 GHz,本振需求低于16 GHz&6 dBm;工作频带内整个接收机电路的变频增益大于7 dB,特别在98～105 GHz频带内平坦度优于±0.5 dB。此外,该芯片实现了优于35 dBc的镜频抑制,极大降低了接收电路前级滤波器的需求。     

基于微波光子学的光载超宽带信号产生和传输技术

光载超宽带技术因兼具超宽带信号大带宽、传输速率高等优点和光纤传输的远距离传输、损耗小等优势而在近年来备受关注。文章提出一种基于微波光子技术产生超宽带(UWB)信号的系统,该方案基于非线性PM-IM转换,产生一阶超宽带信号,然后又用平衡光电探测器(BPD)和光延迟线构建延迟线滤波器对其进行一阶差分,产生了符合美国联邦通信委员会(FCC)掩膜要求的二阶超宽带信号。系统最终产生的二阶超宽带信号的频谱具有大约5.4 GHz的中心频率和4.3 GHz的10 dB带宽。另外,还提出了一种基于直接序列-二进制相移键控调制(DS-BPSK),并使用卷积编码进行信道编码,然后使用啁啾布拉格光栅对信号进行色散补偿的信号处理技术。通过Opti-system软件进行仿真验证,在前向纠错门限为3.8×10^-3时,接收机灵敏度提升了约5.5 dBm,有效降低了误码率,提升了光载超宽带系统的传输性能。     

数字合成孔径雷达接收机设计

为了解决模拟合成孔径雷达接收机带来的幅相不平衡等诸多问题,设计了一种基于高速A/D转换和FPGA高速信号处理的数字合成孔径雷达中频接收机.该设计结构简单、信号带宽大、镜频抑制比高.对多相滤波正交解调算法进行了改进,给出了数字中频接收机的工作原理和系统结构框图,设计了基于Virtex-4 FPGA的信号处理模块.仿真验证结果表明该设计完全符合系统设计参数的要求,可以应用于高分辨率合成孔径雷达.     

微波光子雷达去斜接收机的性能分析

微波光子去斜接收机可通过光域操作实现数吉赫兹宽带线性调频信号的处理，是实现高分辨率雷达的重要途径。本文提出了微波光子去斜接收机的通用理论模型。利用此模型分析了去斜处理过程中的电域信号增益，以及接收机的噪声特性和动态范围等指标。结果表明，单路输出型微波光子去斜接收机的噪声增益为信号增益的两倍。此外还通过数值仿真研究了典型结构下微波光子去斜接收机性能随系统关键参数的变化关系。若去斜接收机的前置电放大器增益为20 dB，则当电光调制器半波电压从6 V降低至1.5 V时，接收链路的灵敏度可优化约10.8 dB，对应的动态范围损失在2 dB以下；而当半波电压低于3 V时，前置电放大器的增益应低于30 dB以避免较大的动态范围损失。     

Ka波段镜像抑制谐波混频器设计

针对现代毫米波接收机和雷达系统高抗干扰能力的需求,分析了具有镜像频率抑制能力的谐波混频器的基本原理,提出了一种Ka波段镜像抑制谐波混频器的设计方案。该混频器由两个混频单元组成,利用输出信号的相位关系识别RF信号和镜频信号,RF混频信号在输出端口同相叠加,镜频混频信号反相抵消。使用Ansoft HFSS和Agilent ADS仿真软件分别完成电路无源部分仿真和谐波平衡仿真设计,制作了混频器并进行了测试。测试结果表明:RF频率为29.4～31GHz,中频(IF)为100 MHz,变频损耗稳定在8.8～10.3 dB,镜像抑制度大于20.1 dB,各个端口隔离度均大于31.4 dB,RF端口和本振(LO)端口驻波比分别小于1.3和2.2,输入功率在1 dB压缩点为-5 dBm。     

宽带无线通信系统的零中频接收机设计

零中频(ZIF)接收机具有体积小、成本低、易于集成和扩展等优点,是宽带无线通信接收机的重要研究方向.本文首先论述了零中频接收机的系统架构,并分析了零中频接收架构所引入的本振泄漏、直流偏差、I/Q不平衡等问题及补偿算法,提出了一种可行的LTE零中频接收机设计方案.仿真结果表明,该方案能够很好地解决现有零中频接收机技术存在的问题,显著提高LTE宽带接收机的性能.     

一种宽带零中频接收前端的设计

设计了一种宽带零中频解调接收前端,用于实现无人机通信系统高集成度和简化电路方案等。零中频接收前端在925～2 175 MHz载波频段上直接解调10 Mb/s码速率的偏移四相相移键控调制信号,适用于L、S频段的数据传输链路系统。零中频接收电路在10 MHz带宽时,动态增益范围可达到76 dB,射频信号接收灵敏度为-74 dBm。     

1-18GHz微带巴伦双平衡混频器

本文介绍了一种微带巴伦多倍频程微波集成双平衡混频器。它是由宽带微带巴伦和二极管电桥组成。这种微带巴伦双平衡混频器显示了良好的噪声特性和隔离特性。在1-18GHz工作频率范围内,最大双边带噪声系数为8.7dB,平均双边带噪声系数约6dB;本振端一信号端、本振端一中频端隔离度均大于15dB。