基於四倍頻光電振盪器的可調諧多通道毫米波上下轉換

《基於四倍頻光電振盪器的可調諧多通道毫米波上下轉換》是依託南京航空航天大學，由朱丹擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於四倍頻光電振盪器的可調諧多通道毫米波上下轉換
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：朱丹
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

針對現代毫米波系統對毫米波上下轉換的調諧性、高頻工作、多通道並行處理和大頻寬的需求並根據國內外發展趨勢，提出和論證基於四倍頻光電振盪器的可調諧多通道毫米波上下轉換，以低成本和高性能的低頻微波器件實現高頻率、可調諧、多通道並行工作的毫米波上下轉換。通過對光電振盪器穩態諧振模型、基於偏振調製的色散調諧機理、基於四倍頻光電振盪器的載頻提取和多通道上下轉換機理的深入研究，在有關基於光電振盪器的多通道毫米波上下轉換的高頻工作、調諧性能提升、高質量毫米波載頻提取，多通道並行工作等關鍵問題上取得創新性成果。基於工作於毫米波波段的高性能可調諧四倍頻光電振盪器，構建可調諧多通道毫米波並行上下轉換系統平台，揭示毫米波系統對基於四倍頻光電振盪器的可調諧多通道毫米波上下轉換的特性需求。本課題的研究成果可與無線通信、雷達、電子對抗、航空等技術結合，為發展高性能毫米波套用系統提供基礎。

結題摘要

本項目針對現代毫米波系統對毫米波上下轉換的調諧性、高頻工作、多通道大頻寬並行處理的需求，根據國內外發展趨勢，研究和論證基於四倍頻光電振盪器的可調諧多通道毫米波上下轉換。在基於光電振盪器的多通道毫米波上下轉換的高頻工作、調諧性能提升、毫米波載頻提取質量的提升，多通道信號並行上下轉換等關鍵科學問題上取得進展和突破，實現工作於毫米波波段的可調諧光電振盪器，實現高質量毫米波載頻提取，將光電振盪器用於實現多通道信號的並行上下轉換，在此基礎上構建多通道光載毫米波系統。 研究和實現了基於光電振盪器的高質量可調諧毫米波信號產生，解決可調諧光電振盪器振盪頻率和激射波長相關的關鍵科學問題。提出基於受激布里淵散射上變頻效應的可調諧光電振盪器，振盪頻率和激射波長無關，實現20-42GHz的寬頻調諧；提出基於偏振調製的可調諧四倍頻光電振盪器，實現32-42.7 GHz的寬頻調諧；提出並實現基於色散調諧的光電振盪器，結合四倍頻結構實現大範圍調諧，振盪頻率和激射波長無關。 研究和實現了基於倍頻光電振盪器的高質量載頻提取，解決光電振盪器提取載頻質量受所攜帶信息惡化的關鍵科學問題：利用倍頻光電振盪器的分頻結構，避免連續分量直接進入光電振盪器的反饋環，大幅提高所提取載頻的質量，實現高質量的光子微波下轉換。 研究和實現了基於光電振盪器的多通道可調諧上、下轉換，解決光電振盪器難以進行毫米波頻率下轉換以及動態範圍小的關鍵科學問題：基於級聯偏振調製器的四倍頻光電振盪器，實現多通道寬頻信號同時上轉換至40GHz毫米波波段；研究並實現了基於偏振調製的光電振盪器的雙通道上轉換及色散抑制；基於可調諧倍頻光電振盪器實現了對寬頻射頻信號的上轉換和相位控制；基於單個雙臂MZM實現了大動態範圍微波光子下轉換。 研究和實現了多通道光載毫米波系統的構建，為發展高性能毫米波套用系統提供基礎：基於波分復用技術和光載無線技術構建多通道分散式多發多收系統，實現目標定位；基於SOA的綜合非線性效應實現了多通道光載微波系統的光子射頻交換。 本項目完成了研究內容和目標，相關研究工作可為新型毫米波系統的軍民套用提供理論和技術基礎，可為未來一體化衛星載荷和多功能雷達系統的構建提供關鍵技術支撐。共發表或接收資助論文30篇（SCI/EI檢索16篇，EI檢索12篇），授權中國發明專利3項，申請中國發明專利3項，培養碩士生6名，協助培養博士生2名。