双圆极化近场成像张量全息超表面

近场波束赋形可用于近场通信、无线功率传输等领域,而基于全息超表面设计的近场成像天线具有剖面低、无需馈电网络和波束调控灵活等优势。对标量和张量全息超表面近场成像进行了理论推导、仿真分析和实物验证。在此基础上,利用张量全息超表面设计了一款集成平面馈源的近场成像天线,全波仿真和测试结果相吻合,验证了该超表面具有可同时利用左旋和右旋圆极化进行近场成像的能力。

基于极化-相位调制的雷达通信一体化波束方向图设计

为进一步实现雷达与通信系统的高效协同,提出一种基于极化相位联合调制的雷达通信一体化发射波束方向图设计方法。首先,通过正交子空间投影方法将权矢量投影至指定流形空间的零空间;然后,针对通信与探测权矢量的不同指标设计目标函数并通过优化算法求解,以实现通信信息的嵌入与极化控制;最后,添加人工噪声干扰以降低非通信方向对通信信息的截获概率。仿真结果表明所提方法可以实现极化调控和旁瓣约束,通信信号相比于已有方法具有更高的传输速率和抗截获概率。

一种双极化1-bit相位调控智能超表面

智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)作为第六代移动通信系统的核心技术之一,能够以可编程的方式对空间电磁波实时调控,打破了传统信道不可控的桎梏,重构无线传输环境。在实际应用场景中,应当考虑RIS的极化特性以及斜入射特性。设计了一种双极化1-bit相位调控超表面单元,其上加载两个二极管,用于独立控制两个极化方向上的相位响应。仿真验证了该单元在两个极化方向下的1-bit相位调控能力及电磁波斜入射下的1-bit相位调控能力。将所设计的单元排列成规模为10×10的阵列,并验证了其波束调控能力。结果表明,该RIS可以为下一代移动通信系统的发展提供有效的技术指导与支持。

高纬电离层调制加热辐射波特性分析

基于2017—2019年我国利用欧洲非相干散射(European Incoherent Scatter,EISCAT)科学联合会加热装置开展电离层调制加热的实验数据,分析获得了高纬度电离层调制加热激励ULF/VLF电磁波辐射特性.实验采用自然电流调制和双频双波束调制两种加热模式,分析两种加热模式下加热功率、加热波极化、辐射频率和地磁扰动对ULF/VLF电磁波强度的影响.研究结果表明:激励辐射波强度与加热功率近似成正比例关系,自然电流调制和双频双波束调制激励辐射波的功率比例系数分别约为1.7和2.1;相对O波极化方式,加热波采用X极化波更有利于激励ULF/VLF电磁波辐射;随着辐射波频率的增加,辐射波强度先增加后减小,自然电流调制激励辐射波强度最大值出现在2 kHz附近,双频双波束调制激励辐射波强度最大值出现在8~14 kHz;自然电流调制加热激励辐射源强度依赖于电离层中自然电流的大小,而双频双波束调制激励辐射波强度与自然电流强弱相关性较小.最后,针对目前电离层调制加热的热点问题-双频双波束调制加热形成ULF/VLF辐射源到底处于电离层中什么位置,采用实验和理论相结合的分析方法,对比两种加热模式激励ULF/VLF电磁波传播特性的差异,结果表明双频双波束调制模式辐射源的传播特性更加符合辐射源位于F层情形.

一种基于DPMZM的16倍频光生毫米波方案

为提高光载无线(RoF)中光生毫米波的倍频系数及降低系统的复杂度,提出了一种基于双平行马赫曾德尔调制器(Dual-Parallel Mach-Zehnder Modulator,DPMZM)和偏振复用技术的抑制载波的16倍频毫米波信号产生方案。推导了理想情况下倍频方案的产生机理。在仿真实验中,分别分析了调制器调制指数、消光比、电移相器相移、偏振器件角度漂移等非理想因素对系统光边带抑制比(OSSR)和射频杂散抑制比(RFSSR)的影响。结果显示,当合理设置各参数的取值范围,其对应的OSSR和RFSSR的饱和值高达29.88 dB和23.9 dB。该方案在一定程度上简化了16倍频的系统模型且生成的毫米波信号性能较为高效、频谱纯度较好,对实际系统设计具有一定的参考价值,为微波光子学的发展提供了新途径。

双偏振干涉式光纤陀螺的多相位调制技术

在双偏振干涉式光纤陀螺的发展过程中,光纤环上的应力、扭转等会造成正交偏振态之间的交叉耦合,降低陀螺系统的稳定性。提出了一种基于双偏振干涉式光纤陀螺的六态方波调制技术并进行了理论推导。该技术与传统的方波和四态方波调制相比,降低了偏振交叉耦合误差,提高了信噪比,大大增加了信号解算精度。通过实验对比测试了干涉式光纤陀螺在不同调制技术下的偏置稳定性。实验结果表明六态方波调制技术的偏置稳定性达到了9.85×10-4(°)/h,验证了六态方波提高信号解算精度的效果。

毫米波双极化T/R组件与天线一体化设计

介绍了一种毫米波双极化T/R组件集成微带天线的设计思路和实现方法。采用绝缘子代替传统射频同轴连接器装配,减小导引头轴向长度,实现毫米波导引头低成本、高集成设计;接口尺寸缩小可扩大利用空间,实现多通道隔腔的优化设计,进而解决了2路可同时工作接收通道的隔离问题;提出16针超小型同轴连接器盲插半擒纵浮动测试方法,提高产品测试效率。

双平衡式外差探测中的偏振混合误差理论分析

将双平衡式探测方法应用到激光雷达等微弱信号检测领域。首先采用矩阵光学的方法推导了数学理论模型。该数学理论模型不仅可以得出待测信号的频率、强度信息,而且还可以提取出相位和偏振态的信息,弥补了传统单元探测器的不足。分析了偏振分束棱镜等光学元件内部存在的固有缺陷对正交解调信号精度的影响,最后讨论了入射光的偏振度因子所引起的双平衡式探测系统的偏振混合误差。数值仿真结果表明:当偏振光照射在偏振分束器上时,形成的椭圆偏振度在(0,0.02)范围内,所产生的垂直正交因子为0.523。

微波铁氧体电控器件的应用

本文全面、系统地叙述了各类微波铁氧体新器件的原理和性能。这些新器件在现代雷达技术和通信技术等微波高频设备中具有广泛的用途。

弹光调制偏振Stokes参量测量及误差分析

为了更简便地实现Stokes矢量测量,采用一种工作在不同频率上的双弹光调制器,利用它的频率叠加对光进行调制,产生载有被测量的高频调制分量,通过锁相一次得到了适用于所有偏振态测量的4个Stokes分量,且进行了理论分析、仿真验证以及误差分析,即对相位延迟幅度、入射角等因素对测量结果的影响进行了分析。结果表明,该方法实现了只需测量一次便可测出偏振态的所有分量,为进一步工程实现提供了基本的理论支撑。

双馈点圆极化贴片天线的设计与仿真

文中介绍了圆极化天线的特点和分类。圆极化天线对于提高通信系统的抗多径能力具有明显的效果。文中采用了双馈点、相位相差90°的方法来实现圆极化,此方法设计相对简单。最后通过HFSS有限元仿真软件,对天线进行分析调试和仿真,给出了仿真结果及详细的理论推导过程和相关特性曲线。

基于双调制的反伪装目标探测系统研究

为了实现对被伪装网覆盖的被测目标进行有效探测,提高目标识别系统的反伪装能力,设计了基于电光和磁光双调制的目标识别系统。系统由起偏器、电光调制电路、磁光调制电路、检偏器、光电探测器等组成。推导了基于电光调制与磁光调制组合形成的调制函数,并在矢量分析的基础上,计算了电光调制参数δ与磁光调制参数θ对回波光强函数的影响。实验以边长1m的正方形钢板为测试目标,与两种常用伪装网配合在不同背景环境中进行反伪装目标探测。对不同偏振角条件下的回波光强响应电压进行了测试与分析。结果显示,目标与伪装网均存在明显的响应峰值,但由于目标位置及角度不同峰峰值位置有所不同,而背景不存在较强的响应值。故在整个磁光调制周期内,可以获得响应电压极值信号,从而识别伪装目标。对不同波长条件下的回波光强响应电压进行测试可知,光源波长的改变对回波峰峰值与背景噪声具有一定的影响,从而可以通过适当的调节光源波长实现提高目标图像信噪比的目的。总之,该系统在目标有伪装网覆盖的条件下仍能较好地区分目标及背景,具有很好地反伪能力。

一种倍频因子及输出相位连续可调的微波光子移相系统

提出一种倍频因子连续可调,且相位连续变化的微波光子移相系统.系统主要由两个集成双偏振双平行马赫增德尔调制器组成,在不使用光滤波器的情况下,调节双平行马赫曾德尔调制器及相位调制器的射频驱动和直流偏置电压,生成二倍频,三倍频,…,六倍频微波信号,同时实现输出微波信号相位0~360°连续可调.仿真结果表明,当射频信号频率为10GHz时,可分别产生频率为20、30、40、50、60GHz的微波信号.调节相位调制器的直流偏置电压与半波电压比值从-1到1变化时,对应微波信号的相位从-180°到180°变化.此外,分析了调制器消光比对输出微波信号光载波抑制比和电杂散抑制比的影响,以及90°电桥相位平衡对微波信号相位漂移和幅度波动的影响.

基于双辅助网络的宽软开关范围高效高频链DC-AC变换器

该文提出一种基于双辅助网络(dual auxiliary network,DAN)的宽软开关范围周波变换类型的高频链逆变(cycloconverter-type high frequency link inverter,CHFLI)电路,简称DAN-CHFLI电路。原边侧采用对称型无源辅助网络(passive auxiliary network,PAN)解决了传统CHFLI电路在空载、轻载及输出电压较小时原边侧开关管无法实现软开关的问题,拓宽了软开关范围,保证了其在任意负载条件下的零电压导通(zero voltage switching,ZVS)。副边侧有源辅助网络(active auxiliary network,AAN)由钳位电容和H桥组成,可以解决漏感与开关管寄生电容谐振造成的电压振荡问题,并辅助周波变换器换流。针对AAN电路,提出一种移相钳位策略:AAN开关管与原边开关管类似,也采用固定占空比方波信号移相调制;且相比原边开关管,AAN开关管延迟导通以实现软开关。文中详细分析了DAN-CHFLI拓扑结构、换流过程、PAN和AAN工作原理及开关管的软开关特性,并设计实验样机验证了理论分析的正确性。

X波段双极化T/R组件研制

T/R组件是雷达有源阵面的关键部件,有源相控阵雷达对其突出要求是高性能、高可靠和低成本。本文介绍了一种X波段四单元双极化T/R组件,简述其工作原理及设计思想,列出该组件的主要性能指标。

P波段瞬态极化雷达射频系统研制及其性能测试

本文首先阐述了研制瞬态极化雷达的必要性,并介绍了瞬态极化雷达的探测原理。根据系统指标要求,论证和分析了系统的整体设计方案。通过理论研究和仿真分析,设计实现了低副瓣、高增益天线阵列。采用模块化设计的方案集成了完整的雷达电路系统,并对天线阵列和电路系统的性能进行了测试。结果表明,雷达射频系统性能达到或超过了设计指标要求,满足实验应用需求。

频率可调的双路相位编码微波信号系统

提出一种在单输入情况下同时产生两路任意相位编码微波信号的方法,不仅可以保证编码信号180°的相移,还可实现编码信号的频率大范围调谐.建立由一个双平行马赫曾德调制器和一个保偏布拉格光栅组成的系统,激光输入双平行马赫曾德调制器调制后,通过保偏布拉格光栅与偏振分束器的共同作用产生两路偏振正交的±2阶边带.其中一对边带经过相位调制器调制后与另一对耦合,最后输出两个光电探测器拍频得到高频率、低噪声的相位编码微波信号.仿真结果表明,通过调节驱动信号的频率,可得到5~100 GHz的一系列四倍频相位编码微波信号.还原的相位信息与脉冲压缩比均和理论值吻合,证明了所提方法具有良好的脉冲压缩性能.

基于PolM的可调谐相位编码信号发生器设计

采用双平行偏振调制器,在不使用任何光或电滤波器的条件下,利用倍频操作在双平行偏振调制器和混合器工作频段内产生相位编码信号。在10Gb/s的编码速率下,仿真实验实现了10~40GHz范围的调谐,结果表明,在光生频率内该相位编码微波信号具有良好的大范围可调谐性能。

基于DPol-DPMZM的平坦光频梳产生方法

文章提出了一种产生平坦光频梳(optical frequency comb,OFC)的方法,并用一个单集成双偏振双平行马赫曾德尔调制器(dual-polarization dual parallel Mach-Zehnder modulator,DPol-DPMZM)进行了实验验证。通过调整调制器的6个直流偏置点和2个调制指数,理论上可以根据DP-QPSK调制模型推导出的方程生成梳状数可调且强度完全相同的光频梳。实验结果表明,提出的OFC发生器可以产生7、9、11、13条直线,其平坦度分别为0.96 dB、1.13 dB、2.01 dB、1.17 dB。所生成的7、9、11、13行OFCs的杂散信号抑制比(unwanted-mode suppression ratio,UMSR)分别为10.33 dB、9.54 dB、6.79 dB和10.45 dB。此外,生成的OFC具有良好的频率可调性。实验生成了频率间隔为6.02 GHz、7.02 GHz、8.02 GHz、9.02 GHz的9线OFCs。

基于双偏振调制的可变对称三角波形的生成

提出并验证了一种基于双偏振调制生成可变对称三角波形的方法.通过设置合适的调制器的调制指数和移相器的相移,使得调制器生成信号光的强度近似等于理想三角波形傅里叶级数展开式的前三项,从而生成不同对称因子的三角波形(三阶近似波形).之前的三角波形生成方案大多生成对称三角波形或锯齿波形(锯齿波形可认为是非对称三角波形),且对称因子不可调谐,而本方案生成的三角波形的对称因子可调谐范围可达0%-100%,这极大地拓展了三角波形的应用范围.引入均方根误差(root-mean-square error,RMSE)来衡量生成波形与理论波形的相似度,计算可发现,理论上本方案生成的对称因子范围在14%-86%的三角波形与理想波形有良好的相似度(RMSE<0.044),仿真中生成波形的RMSE也非常接近理论误差.在实验中,通过使用频率为4GHz的射频信号生成了对称因子范围在20%-80%的三角波形.