基于双驱动调制的低噪声微波光子混频器

微波光子混频技术是利用光域频谱搬移间接实现微波信号与中频信号之间的频率变换，它具有工作频段高、瞬时带宽大、多通道并行处理能力强等优势。本文设计采用双驱动调制器实现光域微波信号下变频功能，通过对该微波光子混频器的建模与仿真，分析了影响混频器变频性能的因素。并且针对该架构开发了相应的变频模块，同时配置了相应的前置低噪声放大器与中频滤波器来进一步抑制噪声、改善杂散抑制度。通过测试，该模块在24GHz-28GHz频率范围内变频增益＞0dB，噪声系数＜20dB，SFDR约为102dB.Hz2/3，较传统级联调制器方案的微波光子混频器在变频效率与噪声性能方面有显著提升     

线性调频信号在雷达中的应用

线性调频(LFM)信号是脉冲压缩体制雷达中广泛应用的大时宽带宽积信号,其突出优点是匹配滤波器对回波信号的多普勒频移不敏感。根据线性调频脉冲压缩信号的时域和频域特点,运用模糊函数对该信号的性能进行分析。LFM信号具有更高的距离、速度分辨率,以及更好的低截获概率特性。给出此类信号经匹配滤波压缩处理的过程、结果及工程实现。     

线性调频信号特征分析

线性调频(LFM)信号是脉冲压缩体制雷达中广泛应用的大时宽带宽积信号,它的突出优点是匹配滤波器对回波信号的多普勒频移不敏感。文章根据线性调频脉冲压缩信号的时域和频域特点,运用模糊函数对该信号的性能进行分析,得出该信号具有更高的距离分辨率和速度分辨率,以及更好的低截获概率特性。给出此类信号经匹配滤波压缩处理的过程和结果及工程实现。     

多带通UWB信号光子学产生方法

基于多个不同权重与时延的doublet脉冲叠加,提出一种新的多带通超宽带（ MB-UWB）信号光学产生与传输的方法。射频（ RF）信号对光载波进行强度调制后,电高斯脉冲对光信号进行相位调制并利用标准单模光纤（ SMF）进行传输。 SMF实现相位调制-强度调制（ PM-IM）转换,产生doublet脉冲;实现多个doublet信号的时延差,产生叠加的UWB信号。通过调节RF信号源的频率可以实现UWB信号中心频率和带宽的改变;通过调节RF信号源的幅度可以实现边带抑制比的改变。仿真实现了边带抑制比大于25dB,中心频率5~8GHz,带宽2.9~3.8GHz的UWB的信号产生。     

LFM脉冲压缩雷达的一种灵巧噪声干扰方法

为有效干扰线性调频脉冲压缩雷达,提出了一种基于卷积调制的灵巧噪声干扰实现方法.该方法是将干扰机接收并存储的雷达发射信号与噪声信号相卷积后转发出去.理论分析和仿真实验均证明了它能有效干扰LFM脉冲压缩雷达,且性能明显优于射频噪声干扰.     

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。     

一种基于并联MZM循环频移环路的多载频信号生成方法

随着卫星通信大容量、跨频段、多业务需求的不断增加，卫星载荷正朝着多频段一体化综合接收处理方向发展。为满足卫星载荷大容量、多信号处理功能，需要同时提供多个载频信号作为参考。采用微波光子技术可根据用户需求生成光频梳作为多载频信号，满足多频段一体化综合接收处理对多本振源的需求。文章首先从现有多载频信号生成方法的局限性出发，确定高质量光载波抑制单边带信号（SSB OCS）结合循环频移的多载频信号生成方法。接着提出基于并联马赫-曾德尔调制器（MZM）的光载波抑制单边带信号生成方法，使得其中两个MZM工作在单边带调制方式，另一个MZM工作在偶数阶抑制方式，结合90度和180度光移，产生具有高边带抑制比的光载波抑制单边带信号。最后在此基础上给出基于并联MZM循环频移的多载频信号生成方法，仿真结果表明所生成的多载频信号载波数目为60以上、边带抑制比为30dB、最大功率起伏为4.4dB，且其中有20个载波的功率起伏在1dB以内。该方法可有效生成高平坦高边带抑制比多载频信号，为卫星载荷的多频段一体化综合接收处理提供相应技术支撑。     

用DDS方法实现MSK调制

介绍了 MSK信号的特点、转换法产生 MSK信号的原理及直接数字频率合成技术 ,提出了用 AD985 4实现 MSK载波调制的方案。研制了基于 DDS方法的 MSK载波调制器 ,通过实验从几个方面对比了模拟转换法和 DDS方法生成的 MSK信号。结论表明 DDS方法能够替代转换法。     

基于线性调频先纤栅的相控阵天线的可变延迟线

对受控于单个线性调频光纤栅的相控阵天线的性能进行了理论分析和试验分析。为了比较渡束形成技术在微波天线应用中的性能和稳定性，本文提出了由传统光信号调制技术和单边带（SSB）调制技术组成的两种方法。使用40厘米长的线性调频栅来测量相位响应和幅度响应，并计算出相应的天线方向图，以此来验证两种配置的宽波段运行特征和连续空间扫描特征。在线性调频栅给定时，SSB调制技术实际上可以替换第一种具有更宽运行带宽（4～18GHz）的调制技术，并且对光纤栅的要求更少。     

长椭圆球波函数在卫星导航中的应用研究

卫星导航信号的码片波形是影响系统跟踪精度和抗多径干扰性能的重要因素。首次提出将时域上集中分布同时在频域上能量聚集性最佳的长椭球波函数(Prolate Spheroidal Wave Functions,PSWF)作为导航信号码片波形,并对比分析了相同码速率和带宽限制下的PSWF码片波形和二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制码片波形的跟踪和抗多径性能。结果表明:在合适的带宽范围内,PSWF码片波形具有和带限BOC调制码片波形结构相似的相关函数和功率谱密度;PSWF码片波形在跟踪精度和抗多径干扰方面整体上优于带限BOC调制码片波形。综合分析,PSWF码片波形具备较好的导航性能,可作为我国卫星导航信号波形设计的一种新选择。     

TFM产生方案探讨

TFM是继MSK之后在压缩频谱方面有较大突破的调制方式。与MSK相比,它以实现上复杂度的增加和1dB的功率损失获得了优良的频谱特性。目前,解决调频电台数字化问题上,TFM尚据领先地位。本文着重讨论TFM的产生、介绍存贮波形正交调制器和存贮式调制器的实施方案以及将此技术用于产生其他恒定包络信号的方法,并给出了与理论值接近的实验结果。     

基于光谱整形的三角波生成方法

受电子瓶颈限制，电子信号发生器难以合成高速波形。微波光子学具有大带宽等优点，在宽带、高速波形生成方面有独有的优势。文章提出了一种基于光谱整形的三角波生成方法，通过傅里叶域光处理器灵活的控制光学频率梳中各个光边带的幅度和相位关系，经光电探测后可以直接得到三角波波形。灵活调整光边带相位的能力使得该方案可以补偿光纤色散，这意味该系统支持三角波波形的光纤传输。实验结果表明，该方案可以生成10 GHz重复频率的高速三角波波形，并成功实现了25km光纤传输。本方案使用了无需偏压控制的相位调制器，且避免了RF电桥等带宽受限的微波器件，生成的波形的带宽仅受调制器和光电探测器的限制。     

线形调频DDS及其误差分析

采用ＤＤＳ技术产生线形调频（ｃｈｉｒｐ）信号是一种简单有效的方法，与其他方法相比，这种方法易于实现波形捷变，易于实现调频带较宽的ｃｈｉｒｐ信号。然而产生过程引入了相位误差和幅度误差。这些误差将对脉冲压缩结果造成影响，在系统设计中必须设法控制。本文在分析用ＤＤＳ实现ｃｈｉｒｐ信号的原理的基础上，给出了ｃｈｉｒｐ信号的ＤＤＳ产生方案，该方法不用修改通用ＤＤＳ的结构，便可实现各种参数ｃｈｉｒｐ信号的产生。文中对误差进行了分析，给出工程实现上参数选取的依据。并讨论了这些误差对脉压系统性能的影响。     

基于光频率梳的宽带微波光子镜像抑制下变频

文章提出了一种基于微波光子技术的宽带镜像抑制下变频方案。在本方案中，利用两个强度调制器（intensity modulators,IM）构成梳线间隔为3 GHz的光频率梳，可以将2GHz~40GHz的微波信号下变频为0~1.5GHz的中频(IF,Intermediate Frequency)信号。基于90° 光耦合器构成的Hartley 结构，本方案实现镜像抑制下变频。仿真验证了此方案的有效性，在2GHz~40GHz的频率调谐范围内，镜像抑制比可以达到67 dB，动态范围为100 dB·Hz2/3。     

星载面阵SAR多维波形编码技术研究

为解决传统高分辨和宽测绘带以及高信噪比和宽测绘带之间的矛盾,采用面阵合成孔径雷达（SAR）多维波形编码（Multi-Dimensional Waveform Coding, MDWC）技术,提出了将面阵分为多行多列的子孔径,将距离维测绘带分成多个子测绘带进行脉内扫描照射,同时对子测绘带内子脉冲信号进行频分编码,并采用低PRF发射,接收端则利用方位向多个相位中心解多普勒模糊,获得宽测绘带、高分辨与高信噪比等多项性能,仿真试验表明了方法的有效性。     

阵列宽带集成光电收发模块

文章提出一种应用于光载无线通信系统的阵列集成宽带收发模块，具有宽频带、高线性度、低损耗等优良性能。重点介绍了光收发模块的整体结构设计，包括高频管壳结构设计、微波电路设计、光学结构设计等。基于三维微波电路结构，实现了四通道阵列收发模块的混合集成研制，其级联-3dB带宽均达到18GHz以上，在DC-18GHz带宽内反射损耗均在-10dB以下，输入1dB压缩点达19dBm，无杂散动态范围为110dB·Hz2/3。     

基于半导体可饱和吸收镜的耦合光电振荡器

针对微波光子射频系统对高质量的高重频光脉冲的迫切需求，提出和研究基于半导体可饱和吸收镜的耦合光电振荡器，利用饱和吸收效应有效抑制超模噪声，有效改善耦合光电振荡器中超模噪声带来的光脉冲抖动问题。对半导体可饱和吸收镜抑制噪声的机理进行理论分析，并搭建实验系统，实现重频为10.6 GHz的光脉冲产生，超模抑制比达到55.3 dB，相应射频信号的边模抑制比为79.7 dB，相位噪声为-108 dBc/Hz@10 kHz。该方案创新性地将半导体可饱和吸收镜引入耦合光电振荡器中，实现对超模噪声的抑制，并为系统的小型化和集成化提供了关键技术支撑。     

星载功率放大器NPR测试方法研究

针对星载功率放大器噪声功率比(noise power ratio,NPR)指标缺乏考核方法的问题,根据多载波非线性工作原理,使用基于数字I/Q调制的方法在Matlab里编辑基带波形文件,形成具有陷波的宽带多载波信号,依据频谱仪采样的数字预处理方法校准宽带多载波信号的幅度平坦度,调节矢量信号源I/Q两路的功率偏置进而调整陷波的深度来生成满足条件的宽带多载波激励信号。通过输入放大器该校正后的激励信号、分析被测放大器件输出端频谱陷波内产生的互调失真分量的测试方法,设计了通过矢量信号源和频谱仪进行测试的方案。根据方案所搭建的测试系统,完成了某K频段行波管放大器（主载波频率为19800MHz,带宽为80MHz）的测试验证。研究结果表明,提出的NPR测试方法有效可行,为考核星载微波功率放大器NPR指标提供了具体的测试方法。     

随机脉位序列调制的脉冲多卜勒引信原理

提出一种新型的噪声脉中多卜勒引信，即随机脉位序列调制的脉冲多卜勒引信，给出了其原理实现框图和随机脉位序更调制码的产生方案，分析了其工作原理和数学模型，研究了它的抗干扰特性。分析表明，它具有良好的抗干扰特性，同时不会出现距离速度模糊，是一种较佳的脉冲多卜勒引信。     

基于铁氧体的Ka频段自动跟踪调制器设计与实现

文章针对铁氧体移相器相位温度稳定性差、所需驱动功率大的问题，设计了一种基于锁式铁氧体移相器的Ka频段自动跟踪调制器，采用和、差支路对称设计，以改善和、差支路相对相位温度变化的离散性；采用锁式移相器，选用运算放大器驱动N沟道与P沟道MOSFET栅极共接的推挽源极跟随器的功率放大，同时降低差支路移相器控制信号频率等方法，以减小驱动功耗。最终研制完成的自动跟踪调制器具有工作带宽宽、和差支路相位温度变化离散小、功耗低等优点。实测结果表明，在25GHz~27GHz频率范围内，在-10℃~+45℃温度变化范围内，和差支路相位变化离散≤15°，驱动功耗≤1.5W。该设备可以广泛应用于星载和地面单通道单脉冲角跟踪系统。