基于色散光学的光波束形成网络

为了实现大波束指向范围和精细步进调节的光波束形成网络,采用了基于光学色散实现光真延时的方法.通过光开关实现N路高色散光纤路径切换获得大步进等延时差,实现了波束指向的大范围和大步进调节;通过调谐线性啁啾光纤光栅色散系数连续调谐获得小步进等延时差,实现了波束指向的小范围和小步进调节.结果表明,波束指向角度范围为-73.74...     

硅基光子集成宽带大色散延时芯片（特邀）

集成、宽带、大色散延时的器件在微波光子滤波、真延时相控阵天线等领域有着重要的应用,可以有效地降低系统尺寸和功耗。文中提出并实现了一种基于硅基光子集成的宽带大色散延时芯片,通过采用超低损耗波导结构和侧壁法向量调制结构实现了片上集成大色散波导光栅,色散值超过250 ps/nm, 最大群延时达到2440 ps,带宽大于9.4 nm,该芯片有望用于微波光子学、高速光纤通信系统等领域。     

周期三阶色散对色散管理孤子传输的影响

建立了含有三阶色散的色散管理系统模型,研究了周期三阶色散对色散管理孤子传输的影响.结果表明,三阶色散独立于其它效应,它导致色散管理孤子出现显著的线性延时和轻度崩塌,而且它对色散管理孤子的影响在传输距离上可平均.若周期性地改变光纤的三阶色散系数,可有效避免它对色散管理孤子传输的影响.     

基于光子晶体光纤的宽带相控阵雷达多波束形成技术

提出了基于光子晶体光纤（PCF）的光学多波束形成网络,利用光子晶体光纤的高色散值和色散平坦特性实现了光学真延时（TTD）,并采用光波分复用技术形成了多个射频波束的独立控制和扫描。仿真结果表明,通过改变工作波长能够有效实现射频信号的相对延时,且延时差与理论计算值相符。     

动态色散补偿系统中色散监测技术的研究进展

光纤色散是限制光信号传输质量和距离的主要因素之一,动态色散补偿是高速光通信系统中迫切需要解决的问题.色散监测技术是动态色散补偿系统的关键.系统地总结了色散监测技术的研究情况及其进展.对几种动态色散监测技术的机制、特点及其实现进行了分析比较.     

TDM抽运光纤拉曼放大器的色散研究

基于光纤拉曼放大器(FRA)的非线性偏微分耦合方程,采用时分复用(TDM)方式抽运,研究了多波长抽运源反向抽运时信号光在光纤中的传输特性.利用分布傅里叶变换方法数值模拟了TDM反向抽运光纤拉曼放大器的色散特性.分析了光纤的色散系数、抽运光的占空比,以及抽运源的数量变化等对光纤拉曼放大器色散的影响,研究结果为TDM抽运光纤拉曼放大器色散的进一步研究提供了参考.     

色散和非线性对异步光码分多址系统的影响

为了研究色散和非线性对异步光码分多址系统性能的影响,基于非线性薛定谔方程,采用数值模拟的方法,取得了异步光码分多址系统误比特率与传输距离的关系曲线和与用户数关系曲线.结果表明,光纤中的群速度色散、3阶色散和非线性效应都会引起异步光码分多址系统性能劣化,其中以群速度色散效应的影响最为严重;系统传输媒质可以采用色散位移光纤...     

基于OTTD的宽带相控阵空间色散补偿技术研究

从理论上分析了普通相控阵天线空间色散产生的原因,数值模拟了工作频率、波控角对空间色散的影响,对采用子阵光学真延时补偿相控阵天线空间色散的技术进行了理论分析和数值模拟。结果表明对于普通相控阵天线,当工作频率为8GHz、波控角为40°时,对应的波束偏移为13.5°,远远不能满足宽带、宽角度工作的要求,而采用光学真延时(OTTD)技术的相控阵天线,在工作频率为8GHz、波控角为60°时,波束偏移量不到2°,满足了宽带、宽角度工作的要求。     

光控相控阵波束接收网络

文中提出了一种基于光纤色散真时延技术的光控相控阵雷达多波束接收网络。该网络制作原理是根据光纤的色散特性,主要由密集波分复用器(DWDM)和光纤延时模块构成。DWDM 实现对多通道光合成,多个光开关和光纤延时环组成的光纤延时模块实现对合成的多路光载波进行延时量调节,从而实现波束扫描。依据原理方案,研制了一套16通道光接收、双波束形成网络,实现从-40°到+45°的16个不同波束指向扫描,切换速度≤30us。暗室测试证明了其波束形成能力。     

偏振模色散的光域补偿方法研究

针对光纤传输中的偏振模色散(PMD)问题,研究和比较了现有PMD的光域补偿方法.利用等效啁啾技术,提出了一种基于啁啾光纤光栅的光域补偿方案,用具有光敏性质的保偏光纤制成啁啾光纤光栅,将其作为PMD补偿器中的时延线,实现了PMD的自适应反馈补偿.实验结果显示,该方案能有效补偿光纤传输中的PMD问题,提高光信号的传输质量.     

Characterization of Subpicosecond Pulses Based on Temporal Interferometry With Real-Time Tracking of Higher Order Dispersion and Optical Time Delay

In the complete reconstruction of ultrashort optical pulses based on temporal interferometry, the chromatic dispersion and the optical time delay are two key factors, which determine the measurement accuracy. Due to the higher order dispersion, the wavelength-to-time mapping becomes nonlinear, leading to a nonuniformly spaced interference pattern and a decreased fringe visibility in the time domain, even though the input pulse is transform limited. On the other hand, an estimation of the time delay difference with a minor deviation from the true value will result in an artificial linear chirp in the reconstructed phase of the pulse under test. In this paper, a rigorous mathematical analysis on the nonlinear frequency-to-time mapping is performed, with which the phenomena of a nonuniformly spaced interference pattern and a decreased fringe visibility are explained. A frequency-to-time mapping function including higher order dispersion is developed. With a general mapping function, using a transform-limited pulse as the reference signal, we propose a method for real-time tracking of the system parameters, including the chromatic dispersion corresponding to all the optical devices incorporated in the system and the time delay introduced by the interferometer. Finally, a complete reconstruction of a 237 fs optical pulse is demonstrated experimentally with an average angular error of 0.18 rad ranging from 190.65 to 193.85 THz.     

基于宽谱光源的光控微波延时技术

提出一种新型的基于宽谱光源和色散器件结合的光控波束形成网络(OCBFN)方案,与利用独立激光器的方案进行了比较,给出了该方案的工作原理和延时链路理论分析,并通过实验验证了该方案实现光控延时的可行性。实验中利用掺铒光纤放大器(EDFA)作为宽谱光源,10 km单模光纤(SMF)作为色散器件实现光路延时,可调谐光滤波器选择光路的工作波长,利用矢量网络分析仪产生微波信号并测量信号延时特性,在9.25~10.25 GHz微波频段中,实验测得的系统延时范围、延时精度及真延时特性(延时大小与微波信号频率无关)验证了基于宽谱光源的可调谐光控微波延时方案的可行性。     

On the error floor of MSK signal transmission over a multipathchannel with small time dispersion

The error floor of minimum shift keying (MSK) signal transmission over a mobile radio channel with small time dispersion is analyzed. In contrast to previous investigations, no restrictive assumptions about the impulse response of the channel and/or sampling time are made, and closed-form analytical expressions for the error floor and optimum sampling time are derived. It is found that, generally, the error probability depends on the variance of relative delay (which conforms to the conventional RMS delay spread) as well as on the product of mean relative delays of echoes advancing and succeeding the chosen sampling time, weighted by corresponding mean powers. This implies that (elsewhere widely accepted) simple determination of the error floor by RMS delay spread only can now be seen as a special case when sampling is at mean delay and distribution of the delay profile's power around it is balanced. Furthermore, it is shown that the novel formula reflects the impact of delay profile shape on the error performance (that has been usually neglected, although not always justifiably), and that in general case, the optimum sampling instant is not at the mean delay. The theoretical results are verified by comparison with Monte Carlo (MC) simulations' results; achieved agreement lies within the accuracy of the simulations     

基于分数低阶矩的非整数时间延迟估计方法

依据信号的噪声特性和分数低阶矩理论,提出一种基于最小平均p范数的非整数时间延迟估计方法(称为LMPFTDE算法)。该算法是对直接估计非整数采样间隔的时间延迟估计算法(ETDGE)的广义化,运用最小分散系数准则,通过使误差的p阶矩最小得到非整数时间延迟估计值。理论分析和计算机仿真结果都表明该方法不仅可以在高斯噪声环境下工作,而且在脉冲噪声下也具有良好的健壮性。     

大气折射效应对LEO-SAR成像质量的影响

大气折射会对无线电波造成射线弯曲和时延色散。对工作在微波频段的LEO-SAR而言,弯曲效应会导致雷达图像在距离上的偏移,而色散效应导致的二次相位误差会对接收信号造成脉冲展宽,使雷达图像分辨率降低,产生畸变。通过对这两种传播效应进行建模分析,选择电离层、对流层环境折射效应均较强的三亚地区进行折射指数剖面建模,仿真计算了该大气环境下,不同频段和轨道高度上LEO-SAR目标成像的距离向漂移和分辨率的变化,分析了大气折射引起的射线弯曲和时延色散特性对LEO-SAR成像质量的影响,为不同类型的LEO-SAR提供准确合理的折射误差修正补偿。     

采用可调谐激光器提高光纤延迟线精度的研究

为了提高一种3bit可变光纤延迟线的延时精度,提出一种采用可调谐激光器作为系统光源的技术,利用光纤的材料色散特性即光纤的折射率随传输波长变化而改变的特点,来改变延时光纤中信号存储的时间,从而达到提高光纤延迟线延时精度的目的。仿真结果表明,采用该种技术的光纤延迟线系统,平均延时误差从4.1ps下降到了1.3ps,延时精度得到了显著提高。     

光纤光栅色散效应对相控阵天线影响的研究

研究光纤光栅色散效应对基于光栅的相控阵天线的影响,该相控阵天线基于典型的离散光纤光栅阵列的实时延迟线结构。分析表明,单边带调制方式可以有效地克服色散效应对所恢复的微波信号幅度的影响。但光纤光栅色散效应对所恢复的微波信号相位的作用仍影响实时延迟线的性能,从而改变天线阵列最大辐射方向。通过选择合适的天线元之间的距离以及提高相邻通道所对应的光纤长度差可以降低光纤光栅色散效应的影响。