《光子輔助壓縮採樣的動態範圍提升機制研究》是依託北京郵電大學，由張君毅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：光子輔助壓縮採樣的動態範圍提升機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張君毅
- 依託單位：北京郵電大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
壓縮感知和接收可以大幅度降低模數轉換和數字處理的壓力，在以超寬頻覆蓋、多載波共存為特徵的微波和射頻技術中廣受重視。光子輔助壓縮採樣可將頻寬擴大到幾十GHz以上，在寬頻多制式協同通信、戰場綜合態勢感知和調度等軍民領域具有廣泛的套用前景，有望成為未來多功能一體化射頻綜合系統中的核心技術。當前光子壓縮感知和接收的性能受限於採樣過程的動態範圍，其機理和提升機制尚未探索清楚。基於項目組在壓縮感知、光模數轉換方面的初步研究，以及在光載射頻領域的長期積累，歸納以下三點是光子輔助壓縮採樣動態範圍提升面臨的關鍵科學問題：（1）超寬頻、多載波引發的高峰均功率比和多源非線性雜波；（2）頻譜摺疊帶來的噪聲倍增和非線性雜波移位；（3）寬入窄出的工作模式導致的光-電孔徑失配。項目將針對上述問題展開深入研究，在超寬頻噪聲抑制、數字線性化、脈型匹配等關鍵技術上取得創新性突破，提高光子壓縮採樣的動態範圍。
結題摘要
壓縮感知和接收可以大幅度降低模數轉換和數字處理的壓力，在以超寬頻覆蓋、多載波共存為特徵的微波和射頻技術中廣受重視。光子輔助壓縮採樣可將頻寬擴大到幾十GHz 以上，在寬頻多制式協同通信、戰場綜合態勢感知和調度等軍民領域具有廣泛的套用前景，有望成為未來多功能一體化射頻綜合系統中的核心技術。基於項目組在壓縮感知、光模數轉換方面的初步研究，以及在光載射頻領域的長期積累，本項目深入研究並解決了光子輔助壓縮採樣動態範圍提升面臨的關鍵科學問題：（1）超寬頻、多載波引發的高峰均功率比和多源非線性雜波；（2）頻譜摺疊帶來的噪聲倍增和非線性雜波移位；（3）“寬入窄出”的工作模式導致的光—電孔徑失配。在超寬頻噪聲抑制、數字線性化、脈型匹配等關鍵技術上取得了創新性突破，提高了光子壓縮採樣的動態範圍。 為此，項目研究了一種新型的“射頻直采”技術，利用“射頻直接帶通採樣”替代傳統的基帶採樣，即直接獲取目標高頻寬頻的信息、並將其數位化；在實現手段上，採用光子技術實現上述一體化的高頻寬頻採樣，充分發揮光子的寬頻、低時間抖動等優勢。具體的，項目重點開展了高重複頻率（~GHz）飛秒光纖雷射器、帶通採樣光鏈路動態範圍的提升與匹配、兼容帶通採樣的帶外雜散抑制等技術研究；突破或完成高重頻低抖動被動鎖模光纖雷射器技術、脈衝注入光電轉換過程中的幅相調製轉換抑制技術、多來源非線性雜散抑制和動態範圍匹配技術、超寬工作頻段內可調諧濾波技術等；形成了融合帶通濾波和大動態範圍的光子欠採樣創新，研製了帶通濾波光子欠採樣原理樣件，達到了高頻（4 GHz~40 GHz）寬頻（≥1 GHz）微波信號的直接採樣和數位化，動態範圍117 dB（1 Hz頻寬）、有效採樣位數≥6位等技術指標。 項目執行期間，發表高水平SCI期刊論文15篇，做國際會議口頭報告5篇（已發表4篇，會議論文未標註基金項目資助號），申請國家發明專利4項（其中已授權國家發明專利2項）。培養博士生4名、碩士生4名。
