微波光子學(xué)的簡(jiǎn)介.ppt

1,微波光子學(xué)簡(jiǎn)介,楊春 東南大學(xué)太赫茲研究所,2,內(nèi) 容,微波光子學(xué)的原理和技術(shù)特點(diǎn) 應(yīng)用 總結(jié),3,一、微波光子學(xué)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),微波電路系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu),4,一、微波光子學(xué)的技術(shù)特點(diǎn),瞬時(shí)帶寬大 微波電路： 載頻GHz， 帶寬400GHz。 傳輸損耗低（0.2dB/km） 實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)腔、低損耗的高Q值諧振腔 用于高性能濾波器、振蕩器。 射頻和微波信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸 用于遠(yuǎn)置天線和多基地雷達(dá)。 穩(wěn)定度高 抗電磁干擾 集成度高、體積小,5,微波傳輸損耗,6,二、應(yīng)用,遠(yuǎn)置天線：移動(dòng)通信和軍事 多基地雷達(dá) 超寬帶相控陣天線 高雜波抑制能力的接收機(jī) 電子戰(zhàn) 精確時(shí)鐘 微波功能器件、,7,1、遠(yuǎn)置天線,特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)與控制中心與天線分開(kāi)。 優(yōu)點(diǎn)： 天線成本降低，可靠性提高 降低軍用天線的熱輻射，降低被發(fā)現(xiàn)的概率。 避免控制中心被攻擊。 用途： （1）移動(dòng)通信的天線系統(tǒng)。 （2）雷達(dá) 美國(guó)AN/SPQ-9B ADM雷達(dá)，1998年。 X波段，帶寬1.3MHz，信噪比大于75dB。,8,2、多基地雷達(dá),特點(diǎn) 提高對(duì)隱身目標(biāo)的截獲概率。 微波光子學(xué)的角色 在子站與控制中心之間傳輸控制和數(shù)據(jù)信號(hào)，保密性好。 通過(guò)光纖雙向傳輸實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘與本振同步，比無(wú)線方式的可靠性高。,9,3. 超寬帶相控陣天線,電控相控陣天線的本質(zhì)缺點(diǎn)：斜視現(xiàn)象 電移相器的相移隨頻率而變。 波束方位角隨頻率而變化。 技術(shù)困難：無(wú)法實(shí)現(xiàn)寬帶相控陣天線 寬帶雷達(dá)的脈沖窄，分辨率高，頻譜寬。 脈沖內(nèi)的頻率成分多，波束不能始終對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。 光控相控陣天線的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)斜視現(xiàn)象 可實(shí)現(xiàn)高分辨率的超寬帶雷達(dá)。,10,例：低頻超寬帶合成孔徑雷達(dá),脈沖寬度：1ns 帶寬：20MHz1.5GHz 特點(diǎn)：穿透力強(qiáng)、分辨率高 應(yīng)用：機(jī)載短程雷達(dá) 偵察樹(shù)林里的移動(dòng)目標(biāo)。 探測(cè)非金屬偽裝下的目標(biāo)。 探測(cè)埋入地表的地雷。 探測(cè)掠海導(dǎo)彈,11,4、高雜波抑制能力的接收機(jī),傳統(tǒng)雷達(dá)的超外差接收機(jī) 雜波與信號(hào)混合，一起下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換， 動(dòng)態(tài)范圍要求高，對(duì)目標(biāo)信號(hào)的截獲能力弱。 微波光子學(xué)接收機(jī) 雜波剛下天線就被濾除，與目標(biāo)信號(hào)分離， 動(dòng)態(tài)范圍要求降低，對(duì)目標(biāo)信號(hào)的截獲能力強(qiáng)。,12,5、電子戰(zhàn)：拖曳雷達(dá)誘餌,飛機(jī)拖曳雷達(dá)誘餌 （英國(guó)GEC-Marconi公司） 1999年,用于欺騙來(lái)襲導(dǎo)彈,13,5、電子戰(zhàn),大瞬時(shí)帶寬的信道化接收機(jī) 系統(tǒng)總瞬時(shí)帶寬大于6GHz。 信道隔離度大于40dB。 單機(jī)信道數(shù)量大于10，可達(dá)64以上。 集成度高、體積小。,14,6.高穩(wěn)定時(shí)鐘,15,7、微波功能器件,低相位噪聲微波和毫米波振蕩器 相位噪聲低于電子式合成信號(hào)源20dB。 高Q值濾波器 X波段濾波器的3db帶寬小于20MHz，插損5dB。 是腔體濾波器和共面波導(dǎo)濾波器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 集成光延遲線和微波存儲(chǔ)（俗稱光凍結(jié)） 單器件的延遲時(shí)間大于100ps。 光采樣 直接對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，比電子式模數(shù)轉(zhuǎn)換器多10個(gè)有效位，動(dòng)態(tài)范圍約增大10dB。,16,總結(jié),微波光子學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)電子器件無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，能夠帶來(lái)系統(tǒng)性能的顯著提升。 微波光子學(xué)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中廣泛用于天線信號(hào)的傳輸。 在軍用雷達(dá)