微波光子滤波技术概述(一)

微波光子技术[1]是伴随着半导体激光器、集成光学、光纤波导光学和微波单片集成电路的发展而产生的一种新兴技术,是微波和光子技术结合的产物,它在射频(RF)信号的产生、传输和处理等方面具有潜在的应用前景。由于射频信号的光滤波技术具有可实现宽带可调谐滤波的功能,因而能够克服电子瓶颈、滤除强干扰信号等优势。现阶段国内外实验成功且已经取得很大进展的微波光子滤波器Q值可以达到983[2],带宽可以低到只有0.32MHz[3],边模抑制比可以高于40dB[4],调谐范围可以从34.1MHz调谐到34.1GHz[5]。由此可见全光可调谐滤波器等技术在通信等诸多领域具有重要的潜在应用价值。现在已通过在系统中引入全光滤波技术,突破了电子瓶颈的限制,滤除了混频器中的噪声[3],有望提高接受机的性能。影响和限制光子滤波器性能的因素很多,比如线形度和动态范围、源的相干性、极化特性、正系数、FSR、噪声、可重构性和可调谐性.现在,微波光子滤波器的关键问题在......阅读全文

微波光子滤波技术概述(二)

1.2、负抽头的实现非相干的微波光子滤波器一般只能实现正抽头,这对于滤波器的应用不利。因为传统正系数的全光滤波器只能实现低通的滤波功能,而且其滤波形状受到极大的限制,滤波效果往往不太理想,所以负抽头对全光滤波器来说一直都是设计中的热点问题。这方面的研究在20世纪80年代就已经展开,但在最近才获得重大

微波光子滤波技术概述(一)

微波光子技术[1]是伴随着半导体激光器、集成光学、光纤波导光学和微波单片集成电路的发展而产生的一种新兴技术,是微波和光子技术结合的产物,它在射频(RF)信号的产生、传输和处理等方面具有潜在的应用前景。由于射频信号的光滤波技术具有可实现宽带可调谐滤波的功能,因而能够克服电子瓶颈、滤除强干扰信号等优势。

基于光纤环的可调谐微波光子滤波器

由于在微波/毫米波光纤系统中潜在的应用价值,光域上的微波信号处理技术引起了众多研究者的兴趣。比起传统的电子微波滤波器,微波光子滤波器有着电磁环境兼容性、体积小、重量轻和较宽的工作带宽等。鉴于光纤光栅(FBG)能以灵巧的方式构建微波光子滤波器,近年提出了许多基于FBG的微波光子滤波器结构,如不平衡马赫

光纤光栅在微波光子滤波器中的应用

光纤光栅具有体积小、质量轻、波长选择性好、不受非线性效应影响、偏振不敏感、带宽范围大、附加损耗小、器件微型化、耦合性能好,可与其他光纤器件融成一体等特性;而且光纤光栅制作工艺比较成熟,易于形成规模生产,成本低,具有很好的实用性,其优越性是其他许多器件无法替代的。这使得光纤光栅以及基于光纤光栅的器件成

微波和光学光子首次实现纠缠

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微波光子信号的产生(二)

1.3、谐波频率产生外差法的主要缺陷在于需要进行差拍的两路不同频率的光保持稳定的相位关系以确保获得比较小的相位噪声,而如果能从一个光源出发通过各种非线性效应产生高次谐波分量,就可以得到具有相对稳定相位关系的若干光频率,只要能从其中选取两个进行拍频,则可以解决这个问题。在前面提到的调制非线性就是一个例

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(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(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

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

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

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

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

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此类微波光

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,其作战行动将

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

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-(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,多种探测对象和任务

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

上海光机所在可重构矩形光学滤波器研究获进展

  近期,中国科学院上海光学精密机械研究所空间信息传输与探测技术重点实验室在可重构矩形光学滤波器研究方面取得进展,基于高精度光栅局域温度控制技术,实现滤波带宽、中心波长可调的矩形光学滤波器研制。该技术有望克服传统光学滤波器滤波带宽、中心波长、矩形度难以满足光通信系统的限制,有效满足微波光子学、精密光

飞行微波光子的多体“薛定谔猫”态被成功制备

近日,清华大学交叉信息研究院段路明研究组在微波量子信息处理领域取得重要进展,首次在实验中借助超导量子电路,成功制备出相干态飞行微波光子的多体“薛定谔猫”态,并验证了不同“猫”态之间以及多体“猫”态和超导量子比特之间的量子纠缠。该成果近期发表在《科学进展》。1935年,物理学家薛定谔为了阐述量子力学中

微波光子器件与集成系统基础研究取得重要突破

   国家973计划项目“面向宽带泛在接入的微波光子器件与集成系统基础研究”重点针对微波光子相互作用下的高带宽转换机理、高精细调控方法、高灵活协同机制等3个科学问题,在微波光子作用机理、关键器件与原型系统方面取得了重要突破,为未来发展提供了相应的理论与技术支撑。   在“高带宽”方面,研究团队揭示了

光子被光子散射证据首次找到

  据物理学家组织网16日报道,欧洲核子中心(CERN)的ATLAS探测器中,发现了高能量下光子被光子散射的首个直接证据。这一过程极为罕见,两个光子相互作用并改变了方向,这证实了量子电动力学的最早预测之一。  ATLAS探测器项目物理协调员丹·托沃里说:“这是里程碑式的成果,是光在高能量下自身相互作

滤波电抗器简介

  电网中有大量整流、变流、变频装置等谐波源,其产生的高次谐波会严重危害主变及系统中其它电器设备的安全运行。滤波电抗器广泛用于高低压滤波柜中,与滤波电容器相串联,调谐至某一谐振频率,用来吸收电网中相应频率的谐波电流,电抗率有1%、5.67%、6%、12%、13%等,能消除3、5、7、11、13次及更

EMI-滤波器种类

片式滤波器有贴片式和引线式两种,体积小,可用于表面安装,节约 PCB 空间和安装时间。树脂密封封装滤波器这种滤波器根据安装方式不同分为两种:焊接式和螺纹安装式,电路结构有 C 型、 L 型、LC 型、 Pi 型、 T 型可以选用。玻璃密封封装滤波器采用玻璃封装,适用于恶劣的环境,滤波性能高,广泛用于

电源滤波器简介

  电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路,又名“电源EMI滤波器”,或是“EMI电源滤波器”,一种无源双向网络,它的一端是电源,另一端是负载。上海赛纪电子电源滤波器的原理就是一种——阻抗适配网络:电源滤波器输入、输出侧与电源和负载侧的阻抗适配越大,对电磁干扰的衰减就越有效。滤波器可以对电源线

压力变送器滤波处理

   在压力变送器进行A/D采样转换过程中,会受到外界不同脉冲信号对其采样的干扰,即造成压力采样值出现不甚至计数错误。所以,对不正常的干扰信号进行滤波很有必要。信号滤波包括硬件滤波和软件滤波2种方式。硬件滤波一般采用LC谐振电路或者RC网络作为滤波器件,硬件滤波一般对异性波进行过滤,而对同频率同幅值

什么是EMI滤波电路?EMI滤波电路主要由哪些元件组成?3

EMI滤波电路对PC电源以及其它PC硬件会产生什么影响?PC电源中EMI滤波电路本质上是一个低通滤波器,它可以滤除输入市电中的高频杂波,只让纯净50Hz的交流电进入后续的整流调压电路当中。同时它还可以降低市电中的共模和差模干扰,进一步提升输入电流的纯净度,以确保电源的稳定工作。没有EMI滤波

详解FIR滤波器与IIR滤波器的具体区别-(一)

  1.两种滤波器都是数字滤波器。根据冲激响应的不同,将数字滤波器分为有限冲激响应(FIR)滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器。对于FIR滤波器,冲激响应在有限时间内衰减为零,其输出仅取决于当前和过去的输入信号值。对于IIR滤波器,冲激响应理论上应会无限持续,其输出不仅取决于当前和过去的

详解FIR滤波器与IIR滤波器的具体区别-(二)

为了使IIR实现线性相位,可以进行双向运算,如下图所示:       切比雪夫滤波   切比雪夫(Chebyshev)滤波是应用在频域上分频的,性能上当然不能和sinc窗函数滤波相比,但是它速度很快。   切比雪夫响应是一种数学策略,通过允许频率响应