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需求要求相控阵雷达系统能够灵活地配置频段资源；另一方面，反弹道导弹作战等要求雷达具备更宽的带宽以提高雷达的探测精度与分辨率，从而实现更精细的目标识别。此外，不同的作战平台均要求相控阵雷达系统能够实现战场环境监视、目标搜索与跟踪、目标识别、通信、反干扰等多功能一体化，相控阵雷达的硬件系统必须具备宽频段甚至是跨频段工作的能力，才有望采用综合且开放式的模拟和数字处理以及软件体系架构进行灵活的资源调度和管理，进而实现雷达、电子战、通信、导航、识别等多种射频功能以及多源信息融合； (2) 阵列化。相控阵......阅读全文
微波和光学光子首次实现纠缠
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/5/500933.shtm
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。
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（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（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（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（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
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－（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－（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－（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－（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
铌酸锂微波光子芯片－高速精确低能耗
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/2/518117.shtm 集成微波光子处理芯片效果图 受访者供图香港城市大学电机工程学系副教授王骋团队，与香港中文大学研究人员合作，利用铌酸锂为平台，开发出处理速度更快、能耗更低的微波光子芯片，可运
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
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
微波光子融合光纤传感技术为癌症早筛带来新思路
近日，南方科技大学创新创业学院副院长、电子与电气工程系研究员邵理阳团队在生物医学检测技术领域的最新研究成果发表于《光电进展》。研究团队提出基于微波光子解调的双波长光纤激光生物传感系统，将肿瘤标志物检测灵敏度提升2至3个数量级，为癌症早期筛查建立了突破性技术方案。双波长激光信号的同步激光光谱分析与微波
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
微波的微波萃取原理
利用微波能来提高萃取率的一种最新发展起来的新技术。它的原理是在微波场中，吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使得被萃取物质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中；微波萃取具有设备简单、适用范围广、萃取效率高、重现性好、节省时间
微波的微波萃取原理
利用微波能来提高萃取率的一种最新发展起来的新技术。它的原理是在微波场中，吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使得被萃取物质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中；微波萃取具有设备简单、适用范围广、萃取效率高、重现性好、节省时间
光子与辐射
光子，又称“光量子”，是光和其它电磁辐射的量子单位。一般认为光子是没有质量的，有些理论中允许光子拥有非常小的静止质量，这样光子会最终衰变成一种质量更轻的粒子。如果这种衰变是确实可能的，光子就是有寿命的，据最新研究表明其寿命为10的18次方年，甚至比宇宙的寿命都长，真正可以说得上是万世不灭。平常我们所
光子仪作用
主要是活血通经，通络止痛，祛风止痉，改善局部的血液循环，起到消炎消肿的作用。在临床上应用广泛，可用外伤引起的软组织肿胀及创伤性关节炎，可以用于风湿类风湿性关节炎的病变引起的疼痛，也可以用于颈椎退行性病变，腰椎退行性病变，骨质增生，颈椎不稳，腰椎不稳，椎间盘退行病变及突出引起的疼痛。
单光子探测
采用时间分辨单光子计数（TCSPC）技术，测量荧光（包括自发荧光、荧光染料、荧光蛋白）分子的寿命，可用于：1测量染料的内在性质，如异构化、质子化、折叠等；2超出荧光分辨率的微环境研究，如分子结合、离子浓度、pH、亲脂性环境、膜电位等；3光谱非常接近的多种染料的分离；染料的光学物理特性研究等等。FCS
《自然—光子学》：单光子波长转换首次实现
美国国家标准和技术研究院（NIST）10月15日表示，科学家首次将量子源（半导体量子点）产出的波长为1300纳米的近红外单光子转换成波长为710纳米的近可见光光子。这种单光子波长（或颜色）转换的实现有望帮助开发出拥有量子通信、量子计算和量子计量的混合型量子系统。研究论文发表在《自然—光