基于光实时延迟线的波束成形技术研究回顾

卫星通信在下一代通信协议中扮演了一个重要的角色,这给研究者带来了机遇与挑战。为有效、灵活地利用卫星载荷资源,波束成形是必不可少的技术。为探寻更优的波束成形技术,首先对比光实时延迟线所组成的光控波束成形与传统模拟波束原理。基于光实时延迟线的相控阵波束成形技术在满足卫星通信中体积小、重量轻、功率低需求的同时还可轻易实现在波束扫描的过程中无斜视。然后分析不同技术路径下光实时延迟线的波束成形技术的优势与约束,如基于微型环谐振腔阵列、基于光栅延迟线、基于多路径切换与光开关和基于波长选择性的光实时延迟线。最后总结光控波束成形技术研究现状,提出在卫星互联网中实现的可能性,并对其未来发展方向进行预测。

应用于相控阵雷达的光子晶体慢光波导光实时延迟线

光子化研究是相控阵雷达的发展趋势,光子晶体以其优异的集成度及光学特性在相控阵雷达光子化研究中具有广泛的应用前景。基于光子晶体波导慢光特性及热光调制原理,设计了应用于相控阵雷达波束形成网路的光实时延迟线。通过优化光子晶体慢光波导参数,所设计光子晶体光实时延迟线可实现延时量为0～36.69ps的高精度调谐,得到23GHz以上的延时带宽。通过优化实时延迟线群速度随温度的色散特性,温度每变化1℃,延时量变化量在0.36～1.57ps/mm范围内。所提出的基于光子晶体波导的光实时延迟线,可实现延时量的高效、高精度调谐,相对于传统电域波束形成网络,具有集成度高、瞬时带宽大、调谐精度高等优点,为高频段宽带相控阵雷达波束形成网络的研发提供了理论基础。

光控相控阵雷达发展动态和实现中的关键技术

本文讨论了光控相控阵雷达的原理和发展现状,介绍了光控技术在宽带宽角扫描相控阵雷达中的应用和优点,详细阐述了不同光实时延迟线(OTTD)的主要构成原理和技术特点,讨论了雷达微波信号的光调制技术和探测技术现状,指出了光控相控阵雷达技术可能的应用方向.文中重点讨论了光控相控阵雷达实现中需解决的关键技术,包括总体设计方案中的系统指标分配,雷达阵面结构设计时光器件温度特性的考虑,微波信号光纤传输中的幅相一致性、动态范围、非线性相位等,OTTD设计加工中的波束切换时间、插入损耗、隔离度、延时精度等.针对OTTD加工中难免存在的加工误差,文中提出了子阵OTTD与阵元移相器联合波控的方法.

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。

Bragg光栅反射率对串馈型光控相控阵的影响

简述了并馈型光控相控阵天线的工作原理、发展状况和优缺点,分析了串馈型光控相控阵列系统的构成和工作原理,建立串馈型光控相控阵列系统的数学模型,讨论了线性啁啾Bragg光栅反射谱波动对串馈型光控相控阵列系统方向图和对阵列接收的线性调频雷达信号的脉冲压缩的影响。仿真结果表明:线性啁啾Bragg光栅反射谱波动只影响了方向图、脉冲压缩的幅值,而未引起方向图的偏移、脉冲压缩的展宽。

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。

光子射频移相器研究与进展

光子射频移相器是光控相控阵的关键器件,近几年引起了广泛的关注。介绍了基于光实时延迟线、基于外差混频技术和基于矢量和技术的光子射频移相器,对其工作原理和技术特点作了分析。集成光学技术的发展将推动光子射频移相器向集成化、微型化的方向发展。

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。