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微波光子雷达及关键技术(五)

2.3 信道化接收与混频微波光子信道化接收机在光域将宽带的接收信号分割到多个窄带的处理信道中,然后对每个窄带信道中的接收信号进行光电探测和信号处理。相比传统信道化接收机,微波光子信道化具有较强的抗电磁干扰能力、较大的承载带宽和瞬时带宽、极低的传输损耗等显著优势。而且信道化本质上是1个多通道并行处理系统,而光域丰富的光谱资源和灵活的复用手段(例如波分复用)与此不谋而合,因此微波光子信道化得到了广泛关注。微波光子信道化的实现原理大致可以分为以下2类,基于频谱切割的信道化接收机[69]和基于多通道变频的信道化接收机[70]。顾名思义,基于频谱切割的信道化接收机就是利用滤波手段直接对调制到光域的射频信号进行频谱切割,通过对切割的光信号进行光电探测和信号处理,从而实现信道化。这种方法简单直观,难点在于对滤波器的要求较高。目前看来,窄带、通带平坦、阻带抑制比大及滤波边沿陡峭的滤波器组无论是集成技术还是分立元件都比较难实现。此外,由于光电探测......阅读全文

微波光子雷达及关键技术(一)

摘要雷达是人类进行全天候目标探测与识别的主要手段,多功能、高精度、实时探测一直是雷达研究者追求的目标。这些特性实现的基础都是对宽带微波信号的高速操控,但受限于“电子瓶颈”,宽带信号的产生、控制和处理在传统电子学中极为复杂甚至无法完成。光子技术与生俱来的大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等特性,使其成为突

微波光子雷达及关键技术(二)

美国休斯飞机公司电光混合真延时模块示意Fig. 2 Hybrid electronic and optical true time delay module of Hughes Aircraft进入21世纪后,随着光纤通信的蓬勃发展,光子技术越来越成熟,光电转换效率不断提升,微波光子技术也得到了飞速

微波光子雷达及关键技术(三)

图7、PHODIR 与商用SEAEAGLE 成像对比Fig. 7 Imaging result comparison between the PHODIR and SEAEAGLE(a)目标的图像;(b)S 波段探测到的一维距离像;(c)X 波段探测到的一维距离像;(d)利用上述融合算法合成

基于微波光子技术的构架和路线探讨 (五)

多数微波光子滤波器的原理是基于线性系统的数字信号处理理论,输出微波信号可以表示为每一路经过延时 T 的输入微波信号的叠加,满足如式(3)   其中, N 为抽头数(采样数),为抽头系数。为系统的冲击响应,其可视为 1 个离散时间信号,对其进行离散时间傅里叶变换可得

基于微波光子技术的构架和路线探讨 (四)

(4) 简化系统复杂度的优势明显。 在使用微波光子进行频率变换时,光载波频率极高,可实现高频微波信号到基带信号的低变频损耗的单次下变频,同时仍可保持较高的镜频干扰抑制,从而有效地避免了多级频率变换带来的损耗和复杂度提升。此外,该技术可以和光波分复用技术相结合,实现一次性将多端口的射频信号与

基于微波光子技术的构架和路线探讨 (六)

3.4 微波光子相控阵的研究技术路线 前已述及,从面向工程应用角度考虑,一个性能更强大和使微波光子技术更接近实际应用的技术手段应当是光电混合集成。通过集成,长光纤引起的环境因素相关的系统不稳定性被显著消除;平台载荷受限的压力得到显著缓解;同时,通过集成实现批量生产,才可显著降低光学器件的成

基于微波光子技术的构架和路线探讨 (一)

本文探讨了相控阵雷达的发展需求,提出了基于微波光子技术的新型相控阵的架构形式和技术路线。针对其工程实现,凝练了当前所面临的主要科学问题和重大技术挑战,并对未来的研究工作和该领域的发展进行了展望。   1 引言 随着信息技术的发展,未来战争将呈现出大纵深和立体化作战空间,其

微波光子雷达及关键技术(四)

2、微波光子雷达关键技术雷达是通过发射电磁波并接收回波来探测目标位置、速度和特性的系统,一般由中控设备、发射机、接收机等组成,基本原理如图14所示。波形发生器产生的雷达波形与本振信号混频至所需波段,通过波束形成网络实现发射波束的空间指向控制,经由阵列天线辐射到空间。接收时,接收到的信号经过分发、切换

基于微波光子技术的构架和路线探讨 (三)

与之对应,接收链路为:天线探测到的雷达回波信号首先进行射频预处理(放大、滤波等),后通过电光变换调制到光域,在光域通过真延迟芯片完成相应的幅相控制后,经光子波束形成网络完成子阵级波束合成后通过射频光拉远传回后端处理单元。在后端处理单元中,可以先通过光学方法将探测到的高频信号下变频至中频,经过光

院士专家齐聚共议我国雷达技术发展

   雷达作为人类观风云、知天象的“千里眼和顺风耳”,在帮助人类感知外界态势方面具有不可替代的作用。我国雷达发展经历了怎样的历程?面向未来,雷达何去何从?哪些技术能成为下一代雷达的颠覆性技术?16日,由中国电子科技集团有限公司、中国雷达行业协会和中国电子学会雷达分会在京共同筹办的首届“雷达在哪里”高

微波光子信号的产生(一)

伴随微波射频通信技术的发展与光通信技术的日益成熟,两者间的相互渗透成为一种需要并逐步成为可能。在现有器件条件下,在100GHz带宽范围内,电、光模拟信号可以很方便的自由转换,在光域对模拟信号进行选频滤波,放大也可以方便地实现,这就为微波光子(Microwave Photonics)技术出现提

微波光子雷达及关键技术(六)

2.5 光模数转换随着数字信号处理技术的飞速发展,雷达回波的信息提取基本上都在数字域完成。作为连接模拟域回波和数字信号间的桥梁,ADC在雷达接收机中发挥着重要的作用。由于ADC孔径抖动等原因,大的模拟带宽和高的有效位数在完全基于电子技术的ADC中难以兼得。因此,电ADC的性能往往成为限制宽带雷达发展

基于微波光子技术的构架和路线探讨 (二)

2 先进相控阵的需求与挑战 2.1 相控阵雷达特征 未来先进相控阵技术的需求主要体现在 4 个方面,如图 1 所示。   图 1 未来相控阵雷达发展趋势示意   (1) 宽带化。宽带化的需求是由未来信息系统的作战使命与任务决定的。一方面

电光调制器的应用原理

  电光调制器的应用原理   电光调制器的基础是电光效应。根据电光晶体的折射率变化量和外加电场强度的关系,电光效应可分为线性电光效应(泡克耳斯效应)和二次电光效应(克尔效应)。因为线性电光效应比二次电光效应的作用效果明显,因此实际中多用线性电光调制器对光波进行调制。线性电光调制器可分为纵向的和横向

电光调制器的用途及应用特点

  电光调制器的用途及应用特点   电光调制器是利用某些电光晶体,如铌酸锂晶体(LiNb03)、砷化稼晶体(GaAs)和钽酸锂晶体(LiTa03)的电光效应制成的调制器。电光效应即当把电压加到电光晶体上时,电光晶体的折射率将发生变化,结果引起通过该晶体的光波特性的变化,实现对光信号的相位、幅度、强

电光调制器的原理介绍

   电光调制器是利用某些电光晶体,如铌酸锂晶体(LiNb03)、砷化稼晶体(GaAs)和钽酸锂晶体(LiTa03)的电光效应制成的调制器。电光效应即当把电压加到电光晶体上时,电光晶体的折射率将发生变化,结果引起通过该晶体的光波特性的变化,实现对光信号的相位、幅度、强度以及偏振状态的调制.   

激光雷达:从光电技术角度看自动驾驶(一)

激光雷达和与之竞争的传感器技术(相机、雷达和超声波)加强了对传感器融合的需要,也对认真谨慎地选择光电探测器、光源和MEMS振镜提出了更高的要求。传感器技术、成像、雷达、光探测技术及测距技术(激光雷达)、电子技术和人工智能的进步,使数十种先进的驾驶员辅助系统(ADAS)得以实现,包括防撞、盲点监测、车

2020年美国光学学会会士揭晓!哪几位中国科学家上榜?

  日前,美国光学学会(OSA)宣布了2020年度新当选会士名单,共有94位光科学家新当选为美国光学学会会士(OSA Fellow),其中中国科学家共有15位。  美国光学学会(OSA)成立于1916年,是世界光学领域权威的国际性学术组织。光学学会会士(OSA Fellow)是美国光学学会授予该领域

仓储害虫检测技术!多少钱一斤?的研究现状及展望

全世界贮藏的粮食每年约10%损失于虫害,即每年被仓虫损害的谷物可供2亿人一年的食用。有的国家和地区有时高达30%~40%。如食品营养成分的损失;被害虫的排泄物、脱皮、尸体及活虫污染;发热霉变。所以如何高效地检测粮仓中的害虫种类和数量已经成为保障安全储粮的一项重要任务。  早在1972年,联合国粮农组

太赫兹:看不见的幽灵 却透视一切

太赫兹是指100GHz-10THz的电磁辐射,波长在0.03mm—3mm范围。人类社会存在诸如电磁波、震动波、伽马射线、X射线等各式各样的光波,而太赫兹波是人类迄今为止了解最少、开发最少的一个波段。但是自从被人类发现以来,太赫兹已经在中国、美国、日本等多个国家的科研单位占据重要位置,甚至被评为可改变

激光雷达应用领域

 激光雷达具备独特的优点,如极高的距离分辨率和角分辨率、速度分辨率高、测速范围广、能获得目标的多种图像、抗干扰能力强、比微波雷达的体积和重量小等。这使得激光雷达能精确测量目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状,探测、识别、分辨和跟踪目标。自1961年科学家提出激光雷达的

太赫兹:看不见的幽灵 却透视一切

太赫兹是指100GHz-10THz的电磁辐射,波长在0.03mm—3mm范围。人类社会存在诸如电磁波、震动波、伽马射线、X射线等各式各样的光波,而太赫兹波是人类迄今为止了解最少、开发最少的一个波段。但是自从被人类发现以来,太赫兹已经在中国、美国、日本等多个国家的科研单位占据重要位置,甚至被评为可改变

解读国内外激光雷达技术差异

自上世纪60年代激光被发明不久,激光雷达就大规模发展起来,如今,激光雷达技术已经渗入到各个领域,包括了军事、商用、民用等各大层面,而未来在机器人及无人驾驶领域将会开拓一片全新局面。激光雷达发展历程纵观多年来激光雷达在全球的发展史,激光雷达经历了许多发展阶段,从最早的激光测距使其在军事测距及武器制导上

太赫兹技术及其在国防与安全领域的应用

  太赫兹波是指频率介于0.1~10THz之间的电磁波,其波长范围为 0.03~3 mm。太赫兹波在电磁波谱中的位置位于微波和红外辐射之间,故对其研究手段由电子学理论逐渐过渡为光子学理论。  20世纪90年代以前,人们对太赫兹波的认识非常有限。近年来,随着激光技术、量子阱技术和半导体技术的发展,为太

太赫兹波与太赫兹技术

太赫兹波是指频率介于0.1~10THz之间的电磁波,其波长范围为 0.03~3 mm。太赫兹波在电磁波谱中的位置位于微波和红外辐射之间,故对其研究手段由电子学理论逐渐过渡为光子学理论。20世纪90年代以前,人们对太赫兹波的认识非常有限。近年来,随着激光技术、量子阱技术和半导体技术的发展,为太赫兹脉冲

毫米波与太赫兹技术

今日推荐文章作者为东南大学毫米波国家重点实验室主任、IEEE Fellow 著名毫米波专家洪伟教授,本文选自《毫米波与太赫兹技术》,发表于《中国科学: 信息科学》2016 年第46卷第8 期——《信息科学与技术若干前沿问题评述专刊》,射频百花潭配图。引言随着对电磁波谱的不断探索, 人类对电子学和光学

太赫兹技术在军事技术领域中的前景

太赫兹波泛指频率位于红外和微波之间、0.1~10THz波段内的电磁波,处于宏观电子学向微观光子学的过渡阶段。由于处于交叉过渡区,太赫兹波既不完全适合用光学理论来处理,也不完全适合用微波的理论来研究。过去很长一段时间,太赫兹波段两侧的红外和微波技术的发展相对比较成熟,但是人们对太赫兹波段的认识仍然非常

新一代量子雷达可探测癌细胞或隐形飞机这类低反射率目标

  由英国约克大学量子信息科学家领导的一个国际研究小组开发出一种量子雷达原型,有望探测到那些传统系统看不见的目标。相关论文发表在近期的《物理评论快报》上。  据物理学家组织网近日报道,他们开发的新一代雷达是个混合系统,能利用微波与光束之间的量子相关性来探测物体,如癌细胞或隐形飞机这类低反射率目标。由

高大上的“太赫兹”究竟有什么作用

高大上的“太赫兹”究竟有什么作用在电磁波谱中有一段尚未被人类有效认识和利用的真空地带,其频率范围为100 GHz-10 THz(Terahertz,1×10e12 Hz),位于微波和红外辐射之间,这就是“太赫兹空隙”。长期以来,在微波、可见光、红外等技术被广泛应用的情况下,太赫兹在科研和应用方面却相

《麻省理工科技评论》35位中国科技青年入选英雄榜!

  《麻省理工科技评论》于 2016 年正式落地中国,次年,“35 岁以下科技创新 35 人” (Innovators Under 35)中国榜单正式发布!四年成长、四届榜单,我们持续关注和发掘中国科技发展中不断崛起的新兴力量。从实验室里最新的技术研发成果,到各前沿领域的科技创业者们所取得的里程碑式