模拟电子技术基础论文提纲

2022-11-15

论文题目：微波光子信道化接收机及其关键技术研究

摘要：在传统的雷达、通信、电子战等系统中,通常采用电子技术对微波信号进行处理。为了提高系统性能,未来雷达、通信、电子战等系统正朝着高频段、大带宽的方向发展。未来信号的瞬时带宽将达到GHz级别,传统的电子技术很难直接处理如此大带宽的信号。信道化接收机可将大带宽信号划分成多个窄带信号来降低后端的处理压力,从而间接完成大带宽信号的处理。然而,早期的信道化接收机是由电模拟器件组成,大多存在信道均衡性差与硬件体积、重量和功耗大的问题。数字信道化接收机可解决电模拟信道化接收机所面临的问题,但受限于现有模数转换器的性能,数字信道化接收机也很难满足高频段、大带宽信号的处理要求,这严重制约了雷达、通信、电子战等系统的进一步发展。作为新兴交叉学科,微波光子学具有大带宽、低损耗、无电磁干扰、体积小与重量轻等优点。因此,可利用微波光子技术研制信道化接收机来解决电信道化接收机所面临的难题。微波光子信道化接收机一方面可将宽带信号划分为多个窄带信号,另一方面可将多个窄带信号下变频至同一中频,实现同中频的信道化接收。由于微波光子信道化接收机很好地解决了电信道化接收机所面临的难题,因此,近年来,微波光子信道化接收机逐渐受到国内外学者的广泛关注。本文针对未来电子系统高频段、大宽带的发展需求,研究微波光子信道化接收机及其关键技术,具体研究内容主要包括:论文第二章介绍了微波光子信道化接收机及其主要技术指标,并分析了现有微波光子信道化接收机存在的主要问题。针对上述问题,提出了一种基于偏振复用光频梳和集成相干接收机（ICR）的微波光子信道化接收机方案,该方案无需多梳线、大间隔光频梳即可实现宽带射频信号的信道化接收。此外,针对电域难以直接生成高频本振信号的问题,在总结和分析现有微波光子本振信号生成技术的基础上,对提出的微波光子信道化接收机方案进行了改进,提出了本振二倍频的微波光子信道化接收机方案,该方案仅需原频率二分之一的本振信号即可实现相同工作频段的微波光子信道化接收。论文第三章针对微波光子信道化接收机存在的镜像干扰问题,研究微波光子镜像抑制变频技术。在总结分析现有微波光子镜像抑制变频技术的基础上,提出了基于偏振复用调制器（PDM-MZM）的镜像抑制变频方案。该方案可实现高镜像抑制比的变频,具有大带宽、高增益等优点。论文第四章针对微波光子信道化接收机存在的无杂散动态范围（SFDR）较小的问题,研究微波光子线性优化技术。在总结分析现有微波光子线性优化技术的基础上,提出了基于双波长光源和相位调制器（PM）的线性优化方案。该方案可显著提高微波光子系统的SFDR,具有大带宽、调节简便、稳定度高等优点。论文第五章针对微波光子信道化接收机天线拉远中遇到的功率周期性衰落严重、频谱效率低的问题,研究可抑制功率周期性衰落的微波光子变频技术与高谱效率光载射频传输技术。提出了基于双平行马增调制器（DPMZM）的可抑制功率周期性衰落的微波光子变频方案,该方案可抑制功率周期性衰落的同时,实现微波光子变频的功能,具有高增益、高本振隔离度、结构简单等优点。提出了基于PDM-MZM的高谱效率光载射频传输方案,该方案可实现高谱效率传输的同时,抑制功率周期性衰落,具有易于实施、结构简单、成本较低等优点。综上所述,针对未来雷达、通信、电子战等系统高频段、大带宽的发展需求,本文对微波光子信道化接收机及其关键技术展开研究,并取得了一系列研究成果:提出了基于偏振复用光频梳和ICR的微波光子信道化接收机方案,很好地解决了目前微波光子道化接收机依赖多梳线、大间隔光频梳的问题;提出了本振二倍频的微波光子信道化接收机方案,降低了微波光子信道化接收机对本振信号的频率需求;提出了基于PDM-MZM的微波光子镜像抑制变频方案,可用于解决微波光子信道化接收机存在的镜像干扰问题;提出了基于双波长光源和PM的微波光子线性优化方案,可应用于微波光子信道化接收机中,解决信道SFDR较小的问题;提出了基于DPMZM的可抑制功率周期性衰落的微波光子变频方案和基于PDM-MZM的高谱效率光载射频传输方案,可用于解决微波光子信道化接收机天线拉远中遇到的功率周期性衰落严重和频谱效率低的问题。

关键词：微波光子;信道化接收机;镜像抑制;线性优化;天线拉远

学科专业：光通信

摘要

ABSTRACT

符号对照表

缩略语对照表

第一章绪论

1.1 研究背景

1.1.1 电子系统发展趋势与面临的问题

1.1.2 微波光子学

1.2 信道化接收机

1.2.1 信道化接收机的发展历程