基于偏振复用的W波段RoF-WDM-PON系统

为了节省光纤资源和满足5G大带宽的需求,提出 了一种基于偏振复用(Polarization Division Multiplexing,PDM)技术的W波段OFDM-Ro F无线接入与DPSK-WDM-PON有线接入混 合的全双工系统,其中,W波段(75－110 GHz)与V波段相比,具有 可用带宽大,方向性更精 确和大气衰减小的特点。在该系统中,采用光载波抑制双边带(OCS)调制技术抑制光载波 生成80 GHz的毫米波信号;并使用反射式半导体放大器(RSOA)对下 行光载波进行重利用, 进而完成对上行信号的传输。为了验证该系统的性能,在光仿真软件上搭建了RoF-WDM-PO N系统并进行了仿真分析,系统分别经光纤传输0km、10 km和20 km后的结果表明,系统性能良 好,不仅成功实现了80 GHz OFDM无线信号和DPSK有线信号的同时传 输,还实现了双向通信。     

W波段单E面耦合宽带波导滤波器

毫米波/亚毫米波探测、通信、成像等系统的快速发展对W波段波导滤波器的带宽、损耗、集成方式等多方面提出了高要求。针对新一代W 波段固态宽带高集成接收机的应用需求,文中提出了一种基于单侧E 面电容耦合型的W 波段波导带通滤波器,实现85.5~97.5 GHz(3 dB 带宽 ≈ 13%)的宽频带响应。该波导滤波器具有易于现代高精度铣削工艺(CNC)制备的对称E 面分裂型加工结构,能够获得低损耗特性和高鲁棒性;此外还基于极点提取方法,引入额外谐振腔实现传输零点,进一步提高该滤波器的上边带外抑制。经加工并实测,上述滤波器在W全波段内测试结果与仿真结果高度吻合,具有可重复性和频率延展性。     

360 m 20 Gbit/s的W波段无线通信系统

为了满足未来空间高速通信的迫切需求,进行了W波段(75~110 GHz)无线高速通信的研究。通信系统中采用光子上变频技术产生传输速率为20 Gbit/s的W波段QPSK信号,解决了电子器件带宽受限的瓶颈问题。在接收机端采用模拟下变频和先进数字信号处理技术,实现了无线传输360 m距离后信号的离线解调。最终系统的误码率小于硬判决前向纠错(FEC)门限3.8×10?3。     

W波段平面集成行波管高频系统设计及验证

针对W波段平面一维阵列集成行波管设计,采用非半圆弯曲变形折叠波导慢波结构和聚焦极调制皮尔斯电子枪,基于CST、MTSS和Opera软件优化设计了集成行波管高频系统和电子光学系统,实现了W波段低电压小电流工作的低功率行波管设计,通过周期永磁(PPM)聚焦系统制管验证了高频系统和电子枪设计的合理性。测试结果表明,行波管在工作电压12.62 kV,工作电流31.6 mA条件下,输出功率大于10 W的带宽达到5 GHz,增益优于28 dB,总效率优于10%,测试结果与设计结果具有较好一致性,为W波段行波管实现阵列集成提供技术支撑。     

W 波段宽带正交模转换器研制

为满足W波段双通道接收系统的需要,实现将天线接收到的线极化或圆极化电磁波分离出正交的垂直极化和水平极化电磁波,研制出了工作频带宽、性能优、结构简单、适合大批量生产的波导正交模转换器(OMT)。在80～102GHz频带内,即相对于中心频率91GHz的24%频带内,测得水平极化传输损耗典型值为0.8dB、垂直极化传输损耗典型值为0.4dB;各端口回波损耗优于15dB;隔离度典型值为21dB。     

W波段高速远距离无线实时通信

由于高频和宽频带的特性,W波段毫米波可支持高速率、远距离无线传输,在未来无线通信中是一项很有前景的技术。为研究W波段毫米波的无线传输特性,建立了W波段无线信道模型,进行链路分析,并基于光生毫米波技术进行了实验研究。结果显示,可以成功搭建1.485 Gb/s, 90 GHz的W波段实时通信系统,并成功实现了高清无压缩视频无线传输265 m。迄今为止,这是高清视频信号在W波段实时无线传输的最远距离。     

W波段的毫米波通信

由于其载波频率更高,W波段可支持更大的带宽和更高的传输速率。因为大气损耗小,W波段信号能够进行远距离传输。进行了W波段信号的链路分析,开展了W波段毫米波通信实验的研究。由光生毫米波方法测得W波段传输系统的频率响应在10 dB变化范围内,然后采用电生毫米波系统,进行距离分别为0.8 km,1.2 km及4.4 km的W波段信号的无线传输实验。测得的接收功率分别为-19.77 dBm,-30.85 dBm及-38.61 dBm,验证了W波段信号的远距离传输特性。     

S／X双波段双极化共口径天线阵的设计

提出一种S/X双波段双极化共口径天线阵的新设计,以紧凑的三层结构实现了1:3的频率比.X波段采用双层贴片,并在下层贴片上开缝以提高其极化端口间的隔离度.S波段采用缝隙,刻蚀在X波段贴片的地板上,从而减少了阵列层数,简化了天线结构.仿真结果验证了本设计的有效性.X波段的相对阻抗带宽(S11≤-10dB)达15.5%(中心频率为9.6GHz),频带内隔离度大于25dB的带宽为1.2GHz,隔离度最大值达40dB.S波段为单层结构,相对阻抗带宽为5.5%(中心频率为3.3GHz).频带内隔离度优于27dB.试验阵列双波段交叉极化电平均低于-30dB.     

W波段宽带SIW背腔缝隙天线

W波段（75~110 GHz）的电磁波大气吸收率低、波长短、可用频带宽,在雷达、通信等领域应用广泛.文章设计了一种W波段基片集成波导（substrate integrated waveguide,SIW）背腔缝隙天线,-10 dB的阻抗带宽达到28.6%（78.93~105.24 GHz）,覆盖了W波段75%的频带范围.天线采用双层基片结构.上层为SIW谐振腔及四条辐射缝隙构成的谐振辐射单元,谐振腔内同时存在TM₁₃₀与TM₃₁₀混合模、TM₃₂₀模以及TM₃₃₀模三种高次模,和辐射缝隙一起形成多谐特性,实现带宽拓展;底层为通过耦合缝隙馈电的集成波导,易于扩展成平面网络,构建高增益背腔缝隙天线阵列.该天线频带宽、交叉极化低、剖面低、易于与平面微波电路集成、加工成本低,具有良好的应用前景.     

跳频技术在GSM网络中的应用

跳频是指载波频率在很宽频带范围内按某种图案 (序列 )进行跳变。信息数据经信息调制成基带信号后 ,进入载波调制。载波频率受伪随机码发生器控制 ,在带宽远大于基带信号的频带内随机跳变 ,实现基带信号带宽扩展到发射信号使用的带宽的频谱扩展。可变频率合成器受伪随机序列 (跳频序列 )控制 ,使载波频率随跳频序列的序列值改变而改变 ,因此载波调制又被称为扩频调制。ＧＳＭ的无线接口使用了慢速跳频 ,其要点是按固定间隔改变一个信道使用的频率。系统使用慢速跳频 (ＳＦＨ) ,跳频速率为２１７次／ｓ,传输频率在一个突发脉冲传输期间保持一…     

W 波段圆极化微带阵列天线设计

本文分析和对比了W 波段圆极化微带阵列天线不同的馈电形式,完成了圆极化阵列天线的设计。由理论分析 和仿真结果可知,单元间等幅同相馈电有利于W 波段圆极化微带阵列天线的实现,其2x2 阵列天线仿真结果驻波小于2 的相对带宽为3.5%, 轴比小于3dB 带宽为2%,中心频点94GHz 时天线增益为12.2dB。该天线在军事领域具有广泛的应 用前景。     

30.7 Tbit/s相干光PDM 16QAM OFDM 80 km SSMF传输

为了研究超高速大容量光传输系统关键技术,利用16路光源,每路光源采用相干光PDM(偏振复用)16QAM(16进制正交振幅调制)OFDM(正交频分复用)调制实现了单路传输速率为1.92Tbit/s、C波段总速率为30.7Tbit/s的80km普通单模光纤传输系统。每路光源信道包含了45路光子信道,其频谱宽度为250GHz,系统谱效率为7.68Gbit/s/Hz。所有信道经过80km传输后的误码率均低于第三代FEC(前向纠错)解码门限2×10-2。     

大气无线光通信系统中数字脉冲间隔调制研究

基于光强闪烁的大气无线光通信系统模型,研究了数字脉冲间隔调制(DPIM)方式的差错性能,分析了符号结构、发射功率、带宽需求等问题,并与 OOK(开关键控)和 PPM(脉冲位置调制)调制方式进行比较。理论和仿真研究结果表明,DPIM 调制方式较 PPM 方式有较高的功率效率和较少的带宽需求,特别是在系统实现上相对于 PPM 大大简化。因此 DPIM 应用于无线光通信系统具有一定优势。     

W波段宽带螺旋线行波管设计

提出了W波段螺旋线宽带行波管(TWT)设计方案,论述了高频系统、电子光学系统以及输能系统的计算与模拟。结果表明在80 GHz~100 GHz的范围内,能够得到大于15 W的输出功率,为开展W波段低电压螺旋线行波管的研制工作提供了依据。     

W波段行波管发展评述

本文主要介绍了目前国内外W波段行波管的研究现状及所达到的技术水平,对相关的慢波电路结构、电子光学系统及相关的加工工艺进行了分析。同时还对进一步提高W波段行波管输出功率、拓宽行波管带宽、改善电子注流通和耦合装置匹配性能等技术手段进行了研究和分析。     

基于光载无线技术的毫米波轨道角动量多维联合调制/解调研究

提出了一种基于光载无线(ROF)技术的W波段涡旋毫 米波生成及轨道角动量(OAM)多维联合调制 /解调方法。采用ROF技术在光域对微波源进行倍频生成W 波段光学毫米波,并通 过集成光调制 器对光学毫米波的相位和幅度进行调控。通过合理调控圆环天线阵列(CAAs)的辐射毫米波 相移,从而实 现涡旋毫米波的生成以及状态切换。同时,设计了64阶OAM、幅度和 相位的三维联合调制格式, 并通过模拟仿真,成功实现了75Gbit/s高阶联合调制信号的调制/解 调。研究结果表明,OAM 作为一个新 的物理维度不仅可以通过复用来实现传输容量密度的提升,同时也可以作为调制手段实现 传输容量的提 升,在提高无线频谱效率以及保密通信中具有重要的潜在应用价值。     

Ka波段连续波500W螺旋线行波管研究

Ka波段螺旋线大功率行波管在大容量的通信系统中具有重要作用,本文介绍了目前大功率连续波螺旋线行波管的现状,对相关技术进行了分析。通过对高频结构的互作用分析、热分析、多级降压收集极等分析,设计了一个Ka波段连续波500 W行波管的螺旋线互作用结构,计算机模拟结果表明可以满足设计要求。     

自适应比特分配光正交频分复用的实验研究

为解决塑料光纤(POF)带宽窄、模式色散大的缺陷,提高光接入网的带宽利用率和色散容限,本文在光接入网中使用自适应比特分配算法的正交频分复用(OFDM)调制方式,利用OFDM系统极佳的频带利用率特性,提高了光接入系统的带宽利用率,并降低了系统的误码率(BER)。在搭建的实验系统中,成功地在不足2.5GHz带宽的光信道中完成了10 Gb/s的光OFDM(OOFDM)系统,从而证明了自适应比特分配算法在OOFDM系统中的有效性和可行性。     

W波段混合集成高速脉冲检波器

基于混合集成技术,利用HSCH-9161梁式引线检波二极管,成功研制了一种w波段高速脉冲检波器.为了满足检波器实验测试的需要,设计了同波段的高速脉冲调制器,其采用典型的单刀单掷开关电路结构.实验测试得到:在92～98GHz工作频带内,调制脉冲信号上升时间为700ps时,连续波信号源经调制和检波后输出脉冲络的上升时间为2ns～3ns.实验测试表明,该检波器工作频率高、响应速度快,可应用于W波段脉冲检测系统.     

W波段行波管功率提升研究

行波管为发射机提供放大信号,其输出功率直接决定着系统的作用距离,是系统的核心部件之一。本文从提升电子效率和电子注功率两方面开展研究,以提升W波段行波管输出功率。基于折叠波导互用电路相速跳变设计,研制出8 GHz带宽内输出功率大于250 W的W波段行波管。提出非半圆弯曲折叠波导与相速跳变技术结合的设计方法,使W波段行波管输出功率和电子效率最高分别达到647 W和13.4%。提出一种四端口式高频结构和一种双弧弯曲折叠波导慢波结构,大幅提升了行波管对工作电流的聚焦能力,基于两种新型结构的创新研究,完成了千瓦级W波段行波管设计。