微波光子学及其链路研究进展与应用综述.docx

微波光子学与其链路探讨进展与应用综述M：微波光子学以光子技术为工具，生成、处理、传输微波/富米波信号，注意微波与光子在概念、器件和系统方面的结合。微波光子学典型探讨包括了微波信号的光产生、处理和转换，微波信号在光锥路中的安排和传输等C微波光子燧路技术与传统电子技术相比则具有特别明显的优势：禾时轻，易于铺设，抗电磁干扰，低损耗，高带宽等。本文通过对微波光子链路像域相关文献的阅读与学习，对该领域的探讨进展和技术应用进行简要综述.关健词：微波光子学；微波光子链路；系统应用引言微波光子学(MieroWaVePhotonics,MWP)作为微波与光子技术结合的一种新兴学科，发展快速。在过去30年中，微波光子学在理论、器件、关犍技术和系统应用层面都取得了进步与发展，某些应用甚至已经实现了好用化。在船舰、机载、卫星、宙达系统、无线通信等或民用或军用领域的困难多元化电磁环境中，微波光子信息处理技术的地位日益凸显，有着广袤的应用前景。微波光子链路(MicrowavePhotonic1.ink,MP1.)也得益于微波光子学快速的发展与进步而受到广泛地关注与探讨。光生皂米波技术、光纤无线电(ROF)技术、光控相控阵技术等作为微波光子学技术的分支，近年来已成为国内外探讨热点。微波光子链路作为这些技术的重要组成部分，优势明显，在电子战、宙达、遥感探测、无线通信等领域得到广泛应用。一、It波光子学与微波光子能路的探讨进展与探讨现状1.1 微波光子学与其健路背景光波分复用技术与掺饵光纤放大器(EDFA)出现后，光通信得到快速发展无线通信容量需求也不断发展增加，应用于光纤系统中光放射和接收中的微波技术也在快速发展。传统的微波传输介质在K距离传输时具有很大损耗，但光纤系统具有低损耗、高带宽特性，对于微波传输和处理相当具有吸引力。光纤技术与微波技术相互融合成为一个重要的方向。理论上说，微波技术和光纤技术的理论基础都是电磁波动理论。理论基础的统，使得微波器件和光电子器件可运用想通材料和技术在统一芯片上集成，促进r微波光子学学科的产生。微波光子链路作为微波光子学的必石，主要完成微波信号和光信号之间相互转换、传输的任务。1.2 微波光子学的关健技术发履微波光子学将微波技术与光纤技术相融合，主要探讨微波信号的光产生、处理和转换以与微波信号在光链路中的安排和传输,利用光学方法产生微波信号、光相制技术、光探测技术、微波光子滤波技术、模数转换技术、光域微波放大技术与克服微波副载波对光纤传输链路的影晌等技术成为微波光子学中的关键C1.2.1 利用光学方法产生棠波信号微波通信向3070GHZ高频率的发展对传统微波器件是很大的挑战，利用光学技术产生微波信号便装现出很大吸引力。1995年，英国电信探讨院的DavidWake利用多纵模DFB激光器中的两个纵模进行拍频，获得了42GHZ信号的输出。近年来，人们也采纳了各种方法始终匀称加宽导致的模式竞争，实现了双波长光纤激光器，并产生出360GHZ不等的微波信号。2005年,加拿大姚建平探讨小组提出利用大微波输入功率驱动一个铳酸锂潮制器，再用一个光纤光栅滤波器滤去光载波重量可获得两个光边带，拍频后获得3250GHz宽带可谓的至米波信号。中国近年也在光外调制方面有了许多报导，结合利用非线性光子器件的倍频效应，可产生频率在660GHz他围的微波信号。1.2.2 光调制技术由于增益压缩系数的限制，在室温下干脆调制带宽很难超过30GHz。采纳行波结构的1.iNbO3调制器，可实现7。GHZ的带宽。也可采纳电汲取调制器，由于其体积小、驱动电压低，便于与激光器、光检测器等集成为一体，是很有发展前景的一种光调制器件。1.2.3 光探温技术微波光了学中好用的光探测器必需具有与常规光通信要求不同的性能，目前能够满意上述要求的器件称为单一渡越载流子光电二极管（UTC-PD）。目前已获得1.55Hm波段1.5THZ信号的检测，并有了将UTC-PD与放射天线或与调制器做成小片集成器件的报导。1.2.4 械光子I1.波技术微波光子滤波器起初应用于须要高速信号处理实力的宙达系统和航空航天领域。随若ROF系统探讨的深化,微波光子滤波器在通信系统中得到应用。目前国际上的探讨集中在设计新型滤波器结构以实现Q值更高的频率相应、负抽头系数、可谓性、可重构和更大的动态范围等C1.2.5 模数转蝇术微波光子学中针对模数转换提出光学时间拉伸方法，其基本原理是利用光子处理过程减慢电信号速度以改善电域中的模数转换器。其中光处理主要有波长一时间转换、波长域处理、波长一时间映射三步。1.2.6 光城微波放大技术在光域实现对微波信号的放大主要利用常见的EDFA的增益和光与微波的相互作用两种.1.2.7 克!履波副俄波对光纤传输使路的影响微波在光纤中的传输特性是微波光子学的重要探讨内容。因此，微波光纤传输系统中传输各种调制格式如正交移相键控（QPSK）、正交幅度限制（QAM）和用正交频分复用（OFDM）技术时基带数字信号和中频信号时的鞋路特性，是近期探讨的热点内容。二、1»波光子学与微波光子能路的应用微波光子学中，光生有米波技术、RoF技术、光控相控阵技术等微波光子学技术的分支成为近年来国内外探讨的热点。微波光子健路作为这些技术的核心，接收微波信号并供应微波信号输出，干脆进行微波信号传输，具有带宽大、体积小、重量轻、损耗小、抗电磁干扰、色散低等诸多有点。广泛应用户诸如电子战、雷达、无线通信、有线电视（CATV）等领域。2.1 电子段领战据澳大利亚国防部报导，微波光子链路的动态范围和损耗已达到电子战的要求，并且被应用到一系列电子战的接收机中。微波光子鞋路的引入，使得电了对抗与电子支援系统同它们的天线在空间上远距离分开，大大降低r对电子对抗和电子支援系统功能的限制。并且，微波光子链路可进行多路放射与接收，使得立体电子对抗与电子支援系统和射频网络成为可能2.2 雷达镇域将光子技术引入到宙达，特殊是相控阵雷达中，成为宙达技术发展中的一个新领域。相控阵天线是相控阵雷达的关键技术。相控阵天线采纳微波光链路波束形成的方法，利用光学的真时延特性，实现宽带信号的波束指向无偏斜，具有较大优势。2.3 无线通信领域ROF在1990年被Cooper首先提出，也称作“光纤无线电”。RoF系统用于无线传输、超宽带接入等系统中，是口前学术界探讨的热点。与传统的微波系统相比，ROF系统有着更宽的带宽、更广的蜂窝覆盖、较低的成本、较低的功耗和易安装等优点，在将来通信、军事上有着重要的应用价值。2.4 有线电视领域微波光子链路在民用方面除了用在通信领域外，还可以用于有线电视的信号安排，因为在CATV中，光纤可同时传输许多的频率，所以必褥将这些频率区分开来。低扳耗的光纤可以少用甚至不用放大器，这是在用同轴电缆进行信号安排时必不行少的。三、总结作为一门新兴的交叉学科，微波光子学有着广泛的应用前景。除了在有线电视、ROF通信和雷达中的应用外，微波光子学将来可能的应用还包括广播、无线多媒体业务、高清视频流、吉比特无线局域网、个域网、光探测与测员和射电天文学等，并可期盼在太赫兹技术、高灵敏度传感和51子密钥安排等领域获得进一步探讨与发展、分考文献U1.闭斌双.1.波段微波光了链路探讨D桂林电了科技高校，201412陈明莉，尹言平.超长距窗无中继微波光子链路传输的探讨J数字技术与应用金丽丽.高性能微波光子链路探讨D电子科技高校，201014离学民.光纤技术在雷达中的应用J光纤与电缆与其应用技术，1994(1) :8-16邵海峰.硅必集成微波光子学探讨【D.浙江高校，201516左奇.塞米波微波光子链路性能分析与优化D南京邮电高校，201217金丽丽，陈福深，陈吉欣.微波光链路的噪声系数分析J激光与光电子学进展，2009,46(11):92-9618黄威.微波光纤延迟线设计与微波光子筑路探讨D.西安电子科技高校，201219)田跃龙，刘志国.微波光子雷达技术综述J.电子科技,2017,30(5):193-198110谢世钟，陈明华，陈雄伟.微波光子学探讨的进展J.中兴通讯技术，2009,15(3):6-10UU李瑛.微波光子学中的鱼米波产生与应用探讨D.复旦高校，2009