收发共用OTTD的光控阵列系统方案设计

针对光控相控阵雷达收发同时扫描工作,提出了六种收发共用OTTD单元的光控相控阵列的系统构成方案,并给出了每种方案的构成框图;分析和比较这些方案后,确定了实验系统中采用的其中一种。

一种Ka频段宽带多波束相控阵的设计

【目的】全球已步入第5代移动通信技术(5G)和卫星互联网时代,各领域对通信速率和容量的需求激增,传统抛物面和窄带平面相控阵天线系统的应用受到带宽和波束形成数量等因素的限制。文章基于相关产业领域的现状、趋势和宽带多目标的应用需求,对Ka频段宽带多波束固态相控阵技术展开了研究。【方法】文章从理论上建立并推导了相控阵天线方向图的通用矢量数学仿真模型,研究了相控阵天线的子阵划分、孔径效应和渡越时间等问题,设计了基于阵元级电移相与子阵级光延时相结合的宽带多波束相控阵系统。前端单个集成子阵采用不同材料基板的三维高密度异构瓦式集成方案,极大地提高了子阵集成度;子阵后级采用基于光开关、高精度光纤延迟线和波分复用等技术相结合的光真时延(OTTD)方法,实现了子阵级的多通道延时和多波束合成。【结果】通过对Ka频段宽带多波束接收相控阵系统原理样机进行集成与测试,验证了原理样机克服了孔径渡越时间和波束偏斜等带宽限制问题。原理样机可实现对Ka频段8个独立接收波束的宽角度扫描,每个接收波束的最高数据传输率可达1500 Mbit/s。【结论】测试结果证明,文章所提系统具有集成度高、带宽大和可形成多个独立波束等优势。研究成果将有助于促进宽带多波束固态相控阵的进一步发展,为Ka频段宽带多目标相控阵的后续工程化和产品化奠定了理论和实践基础。

基于光子射频高阶调制的关键技术研究

现有高阶调制技术存在上、下行峰值速率和空口速率过低现象。为了解决此问题,设计一种基于光子射频的高阶调制模型。通过分析OTTD光子移相技术、光载波调相技术、光谱处理射频技术,完成光子射频关键技术研究;在此基础上,通过MQAM高阶信号识别、基于MQAM高阶信号的调制子载波识别,完成基于光子射频高阶调制模型的搭建。模拟该模型的运行环境,对比实验结果表明,与传统方法相比,应用基于光子射频高阶调制模型后有效提升了上、下行峰值速率和空口速率。

X波段光控相控阵雷达技术

基于现有的器件提出了X波段光控相控阵雷达的设计方案,对光信号收发以及OTTD(OpticalTrueTimeDelay)的实现方案进行了探讨。采用光纤技术的X波段光控相控阵雷达通过引入光实时延迟线OTTD,减轻了传统相控阵雷达因渡越时间和孔径效应对信号瞬时带宽的限制,实现了宽带宽角扫描。

光实时延时技术进展

分析了光实时延时技术(OTTD)出现的背景,讨论了OTTD技术的理论基础,在此基础上,分别讨论了基于光纤的OTTD技术、基于光纤光栅的OTTD技术和基于光波导技术的OTTD技术。针对各种类型的技术讨论了其主要技术特色和优缺点。

串馈型光控相控阵技术机理研究

讨论了光电子技术在宽带宽角扫描相控阵雷达中的应用和优点,简述了光控相控阵天线的工作原理和发展状况。着重分析了串馈型光控相控阵列系统发射机的系统构成和工作原理,建立了串馈型光控相控阵列系统工作在发射模式的数学模型,并进行了理想模型的计算机仿真,最后分析了串馈型光控相控阵的优势并展望了其广阔的应用前景。

光控相控阵雷达波束控制系统的设计

光控相控阵雷达在子阵级别上引入光纤实时延迟线OTTD(Optical True Time Delay)进行子阵级的延时补偿,减轻了传统相控阵雷达因渡越时间和孔径效应对信号瞬时带宽的限制,实现了宽带宽角扫描。光控相控阵雷达通过其波控系统控制OTTD和移相器的状态,实现波束快速、灵活扫描。在简要探讨光控相控阵雷达原理的基础上,讨论了其分布式波控系统的设计方法,同时由于在OTTD的设计中采用了新型光学器件,给出了波控系统与OTTD的接口驱动电路的设计方法。

光子学射频移相器的研究及进展

本文介绍了光实时延迟线移相器、光学外差SSB射频移相器和基于矢量和技术的光子学射频移相器,并对其各自的工作原理和技术特点做了分析。