基于光子芯片的微波光子混频器 （特邀）

提出了一种由光生本振单元和波长分离调制单元组成的微波光子混频方法,并在绝缘体上硅材料上设计实现了上述波长分离调制芯片。该芯片集成了硅基相位调制器、微环滤波器、光电探测器、光耦合器和光栅耦合器。实验搭建了基于该波长分离调制芯片的微波光子次谐波混频系统,结果表明,该微波光子混频器可以将6~16 GHz的RF信号变频到33~23 GHz。此外,针对实验系统中残留的混频杂散,分别提出了增加微环滤波器抑制比降低泄露光生本振强度和引入光移相器修正泄漏光生本振相位两种解决方案。通过仿真验证可知,引入光移相器的方法更为简单,更适合于光子集成芯片。     

微波光子检测 （特邀）

微波信号检测是电子信息领域的关键技术,广泛应用于通信、雷达、电子战。随着新一代信息技术的快速发展,现有的微波测量系统面临着速率和带宽瓶颈。微波光子学技术融合了微波和光波技术各自优势,具有大带宽、低损耗、抗电磁干扰等优势,文中围绕微波光子检测,特别是微波光子信号的频率测量方案,如频率-幅度映射型、频率-时间映射型、光信道化型等,介绍与分析国内外现状与发展动态,并对现有微波光子测量面临的问题和下一步发展方向进行了简单总结。     

基于微波光子技术的可重构雷达系统

针对传统电学雷达系统难以在一套硬件设备上实现宽频段范围内工作波段切换的问题,文中提出了一种可重构微波光子去调频雷达成像系统方案.该方案在发射机中利用级联电光调制器结构实现雷达发射波形的可重构,通过调整本振信号的频率使雷达的发射频段能够灵活改变.在接收机中利用平行结构马赫增德尔调制器实现雷达回波信号的去调频接收.通过逆合...     

基于氮化硅微环和载波分离的可重构微波光子带通滤波器

基于Add-Drop型氮化硅微环滤波器,利用光学单边带调制和光载波分离的方法,实现可重构微波光子带通滤波器。滤波器带宽和带外抑制比分别达到726 MHz和37.0dB。并且通过改变光载波波长实现1.64~23.41GHz的滤波器频率调谐;通过调节微环耦合系数实现0.683~2.246GHz的滤波器带宽调谐,在带宽调谐范围内带外抑制比大于26dB。     

基于微波光子的一体化可重构电子系统

针对一体化电子系统必须具备宽带、多频段信号处理能力等要求,提出了一种基于微波光子技术的一体化可重构电子系统方案,采用微波光子混频技术实现宽带、多频段射频信号光域变频,使用微波光子交换技术实现信道复用,系统具备四路并行处理能力,通过软件配置可动态重构各信道功能。     

微波光子集成及前沿展望（特邀）

微波光子学是一门融合了微波技术和光子技术的交叉学科,是研究光波和微波在媒质中的相互作用以及在光频域实现微波信号的产生、处理、传输及接收的微波光波融合系统。由于现有的微波光子系统大多由分立器件组成,在体积、功耗、稳定性、成本等方面仍有待提升,因此集成化是微波光子技术发展的必然趋势。文中探讨了微波光子集成技术面临的主要科学与技术问题,总结了该技术的发展现状和前沿研究进展,并对其未来发展前景进行了展望。     

高分辨率任意可重构微波光子滤波器EI北大核心CSCD

提出了一种能够实现任意滤波形状的高分辨率可重构微波光子滤波器方案。利用可编程光滤波器完成抽头系数的独立灵活配置,配合使用相干探测技术实现滤波器的正负抽头,从而可以完成滤波形状的任意可重构。研究表明一个大梳齿数量的平坦光频梳被作为光源可提高抽头数量,从而实现高分辨率的滤波器的重构。除此之外,通过预先引入色散,响应中的杂散也被有效地抑制。经仿真验证,该滤波器具有93 MHz的高分辨率,杂散抑制40 dB以上,创新性地构造了具有不同中心频率的低通、带通、高通、带阻滤波器,以及矩形、高斯形、sinc形等任意滤波形状,对于后续微波光子滤波器的研究起到了引导性作用。     

基于集成光频梳的新型微波光子应用 （特邀）

基于光学微腔的集成光频梳具有光谱宽、谱线间隔大、体积小等优势,为微波光子系统带来了新的发展机遇。近年来涌现了多种基于微腔光梳的微波光子应用,包括高质量微波信号产生、微波光子信号处理、真延时微波波束形成等,具有相位噪声低、可重构能力强、奈奎斯特带宽大等优异性能,展现了集成微腔光梳在微波光子领域的广阔应用前景。     

基于级联MZM的压缩感知微波光子测距雷达（特邀）

提出了一种基于级联马赫-曾德尔调制器(MZM)的微波光子压缩感知雷达测距系统。在发射端,利用双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)产生中心频率和带宽四倍频的线性调频(LFM)信号;在接收端,对回波信号进行去斜处理,并利用级联的MZM实现去斜信号和伪随机序列(PRBS)在光域上的混频。通过低通滤波器(LPF)后,利用低速模数转换器(ADC)采用较低的速率对该混频信号进行亚奈奎斯特采样,然后在后端利用正交匹配追踪(OMP)算法对去斜信号进行重构。仿真和验证性实验结果表明,在数据压缩比为8时,该系统可以利用较少的观测值精确恢复去斜信号的频率值,测距误差不超过2 cm。除此以外,该系统降低了雷达中数据采集、存储和信息处理的压力,突破了传统奈奎斯特采样理论的瓶颈。     

微波光子技术在电子战中的应用探讨（特邀）

电子战是夺取信息化战争的关键力量之一,而微波光子技术由于其宽带性、高速性、并行性、小巧性等特征与电子战能力提升的需求高度匹配,已经成功应用于信号产生、传输及处理等环节中。首先从电子战系统的作战要求和能力特征出发,分析了影响电子战效能的核心要素;进而探讨了微波光子的特点及其提升电子战能力的原因,并以光学波束形成为典型应用,分析了微波光子给电子战系统带来的能力提升优势;最后,面向电子战向电磁频谱战转型的发展需求,对微波光子的发展趋势进行了展望。     

基于光纤环的可调谐微波光子滤波器

设计了2种基于光纤环和啁啾光栅（CFBGs）的无源可调谐微波光子滤波器的新颖结构。这两种结构的滤波器可通过改变输入光波长来实现滤波器自由频程（FSR）的调谐,其所需的FSR可通过光纤环中CFBs的写入位置来控制。研究结果表明,2种滤波器的结构是有效和可行的,在微波和毫米波光纤系统中有着潜在的应用价值。     

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。     

微波光链路的噪声系数分析

微波光链路(MPL)是利用光纤传输微波信号,与传统的射频链路相比具有带宽大、损耗小、质量轻、抗电磁干扰等优势,但也存在噪声系数较大的问题,从而影响链路的动态范围.建立了直接调制的微波光链路模型,在不考虑频响的情况下推导出链路固有增益和噪声系数的表达式,研究了激光器的转换效率、光纤的损耗和相对强度噪声(RIN)对链路噪声系数的影响.还建立了链路频响的模型,推导出固有增益与频率关系的表达式,分析仿真了频率对链路固有增益和噪声系数的影响,并与实验结果进行了比较.     

基于SBS的通带可变微波光子滤波器

提出并分析了一种大范围可调谐的通带可变微波光子滤波器。它基于受激布里渊散射(SBS)效应并使用2个调制器与1个光纤布喇格光栅生成泵浦信号。通过分别调节这2个调制器的调制频率,可得双通带滤波器和通带间隔可变的四通带滤波器,并实现滤波器中心频率的大范围连续可调谐,而在整个调谐过程中,滤波器的3dB带宽保持不变。仿真分析了不同调制信号对滤波器通带及中心频率的影响,以及滤波器的带宽与泵浦的功率和SBS增益介质长度的关系。     

微波光子技术应用现状及趋势

详细介绍了微波光子技术的基本内涵、发展现状和技术优势.从雷达、电子战以及通信三大典型领域的发展历史详细介绍了微波光子技术的具体应用状况,全面分析了微波光传输与处理技术特征与电子信息系统性能提升的内在关系.结合电子信息系统的发展趋势和瓶颈问题,提出基于微波光子技术的解决思路,以期对未来微波光子技术的发展和应用方向提供有意义的指导.     

集成微波光子射频前端技术北大核心

微波光子射频前端具有频率覆盖范围大、工作波段和瞬时带宽可灵活重构、抗电磁干扰等优势,在泛在无线通信、软件无线电、雷达和电子战系统中有着广阔的应用前景。为进一步减小系统的尺寸和功耗以满足实际应用的需求,构建基于光子集成芯片技术的微波光子射频前端微系统势在必行。文章分析了集成微波光子射频前端微系统目前在器件层面和系统集成层面面临的挑战,并从高精细、可重构的光滤波器设计、混合集成系统架构设计和系统频率漂移抑制方案三个方面重点介绍了作者所在课题组开展的关于混合集成可重构微波光子射频前端的研究现状。     

微波光子滤波技术

微波光子滤波器(MPF)是在光域内实现对微波/射频(RF)信号进行滤波的器件.由于微波光子滤波器在射频系统中具有带宽大、快速可调谐、可重构、无电磁干扰(EMI)、低损耗和重量轻等优点,因而这一类器件已经引起了越来越多的人们的兴趣.在概述微波光子滤波器基本原理基础上,分别介绍了现阶段对微波光子滤波器可调谐性、负抽头等问题基本方法的实现,并简要比较了不同方法的优缺点.最后展望了微波光子滤波技术的发展方向和技术难点.     

基于硅基集成的模拟信号处理及其在微波光子前端中的应用

模拟信号处理单元是微波光子前端中的重要组成部分,其性能在很大程度上决定了整个系统的性能,其中硅基光子集成的信号处理单元因其尺寸小和性能优良等优势获得了更多的关注。综述了硅基光子信号处理单元以及其在微波光子前端中应用的相关研究成果。     

硅基微波光子滤波器的研究进展

微波滤波器是无线通信、电子雷达等射频系统中的关键组件之一。硅基微波光子滤波器具有集成化、带宽大、可调谐性强、抗电磁干扰等显著优势,近年来得到了广泛的关注与研究。文章从微波光子滤波器的工作原理出发,分别综述了非相干型与相干型两类硅基微波光子滤波器的最新研究进展,并分析了当前面临的问题与挑战。最后,对硅基微波光子滤波器的发展现状进行总结,并对下一步的研究方向进行了展望。     

光学微腔在微波光子雷达系统中的应用

微波光子雷达通过光子技术辅助可突破传统电子技术瓶颈,实现光子系统集成化是未来微波光子雷达的必然发展趋势。具有超高品质因子的光学微腔得益于其独特的线性和非线性光学特性,可在极小的体积内实现宽带微波信号的光域调控,是集成微波光子雷达系统的关键核心元件,在微波光子滤波、光生微波信号、光子辅助信道化接收和光控波束形成等系统功能单元中都具有重要的应用价值,并且在未来太赫兹雷达、激光雷达等系统中也具有广阔的应用前景。