1 西南电子设备研究所, 成都 610036
2 重庆大学 光电工程学院, 重庆 400030
提出了一种适用于电子战应用的宽带大动态微波光子射频前端方案, 通过采用双边带抑制载波及微波光子相干接收技术, 能够有效改善前端的噪声系数、无杂散动态范围等。在6~18GHz工作频带内, 该射频前端无杂散动态范围达到110dB·Hz2/3、噪声系数优于8dB、多通道幅度一致性优于±1dB、多通道相位一致性优于±10°, 实现了宽带射频信号的高性能传输, 同时满足阵列光学波束需求。
射频前端 相干接收 抑制载波 无杂散动态范围 噪声系数 RF frontend coherent heterodyne detection suppressed-carrier spur-free dynamic range noise figure
1 四川九洲电器集团有限责任公司, 四川 绵阳 621000
2 四川长虹网络科技有限责任公司, 四川 绵阳 621000
3 空军装备部驻绵阳地区第一军事代表室, 四川 绵阳 621000
针对当前数字控温的光发射机会引入无法消除的杂散干扰信号问题, 设计了一款具有电路精简、结构小巧和功耗低等特点的模拟控温微波光发射机, 并给出了光发射机的组成和各模块的详细设计电路。根据直接调制原理搭建了微波链路模拟测试系统, 测试了模拟控温光发射机的S散射参数、杂散抑制比、谐波抑制比和系统噪声系数等重要指标参数。测试结果表明: S散射参数链路增益≥-25 dB, 增益平坦度为±2 dB; 杂散抑制比大于90 dB, 杂散信号基本淹没在系统底噪中; 谐波抑制比超过50 dB, 达到了67 dB左右; 噪声系数控制在2 GHz@35 dB~18 GHz@56 dB水平, 完全满足实际使用要求。
模拟控温 光发射机 微波链路 杂散抑制比 噪声系数 analog temperature control, optical transmitter, m
1 南京电子技术研究所，江苏 南京 210039
2 中国电子科技集团公司 智能感知技术重点实验室，江苏 南京 210039
在雷达指标体系中，探测距离和目标分辨能力是其中的重要参数。而噪声系数（NF）和接收链路的压缩动态范围（CDR）则影响着这两个指标。随着射频光传输（ROF）在雷达接收链路中应用的推进，除了对光链路本身的探讨外，还需扩展到接收链路中微波和光波的协同分析。因此，将其中的微波前级放大、射频光传输（ROF）、微波后级放大进行耦合，普适性地探讨接收链路CDR和NF。例如，当光链路噪声功率谱密度为−164 dBm/Hz，光链路增益−20 dB时，可设计前级放大41 dB。在这种情况下，接收链路CDR1dB达143 dB·Hz，噪声系数为4.15 dB，能够同时满足探测距离和目标分辨的要求。对外调制光链路而言，调制器的半波电压可选择在2.0~5.8 V之间，实现性能和成本的平衡。分析从系统角度出发，探讨了基于ROF的接收链路，能够满足雷达功能要求，同时，也为接收链路中电器件和光器件的设计提供了依据。
雷达接收链路 射频光传输 噪声系数 压缩动态范围 探测距离 radar receiving link radio-over-fiber noise figure compression dynamic range detection distance 红外与激光工程
2021, 50(11): 20210251
1 华东师范大学物理与材料科学学院精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
2 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
理论研究了基于级联四波混频系统的信噪比(SNR)优化。级联四波混频过程包括相敏和非相敏级联两种方式，其中非相敏级联系统的探测光强度始终被放大，同时SNR始终被降低；而相敏级联系统的探测光强度可以被放大或减小，这取决于两个铷池内光场的总相位调控。在相同增益条件下，相敏级联四波混频系统的有效增益比非相敏级联系统的高。另外，当两个铷池内光场的总相位等于0或者2π时，相敏级联四波混频系统中探测光的强度可以呈最大倍数放大，且SNR也被提高到最大。
非线性光学 级联四波混频过程 噪声系数 有效增益
1 华东师范大学 物理与材料科学学院 精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062
2 山西大学 相端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
我们理论上研究了基于热铷原子系综中的四波混频效应实现信噪比优化的系统。我们分析了非相敏放大器与相敏放大器中信号光信噪比的变化情况。在非相敏放大器中,信号光为相干态注入,闲置光为真空态注入,此时信号光在被放大的同时,信噪比降低,其噪声系数大于1。在相敏放大器中,信号光和闲置光均为相干态注入,此时在特定的条件下,信号光在被放大的同时信噪比得到提高,其噪声系数小于1。在注入光束间的相对相位=2 kπ(k为整数)时,信号光的有效增益最大且噪声系数最小。在这样的相对相位下,只要注入闲置光光强高于注入信号光光强的17.2％时,信号光就能够在被放大的同时信噪比得到提高。特别地,当注入闲置光光强同时低于注入信号光光强时,就实现了弱光对强光信噪比的优化作用。
四波混频 光学放大器 有效增益 信噪比 噪声系数 four-wave mixing optical amplifier effective gain signal-to-noise ratio noise figure
国防科学技术大学 电子科学与工程学院, 长沙 410073
典型的微波光子混合链路包含微波前端、纯光链路和后置微波放大, 其动态范围、噪声系数等性能受到这三个环节的共同制约。首先建立了纯光链路的理论模型, 并分析了其参数优化方法; 然后将纯光链路在混合链路中等效为微波模型, 利用微波级联理论分析了微波前端和后置微波放大的增益和三阶截交点对混合链路的动态范围、噪声系数的影响规律, 进而得到微波光子混合链路的优化方法。
微波光子混合链路 动态范围 噪声系数 增益 三阶截交点 microwave photonic hybrid link dynamic range noise figure gain third-order intercept point
浙江工业大学光电子智能化技术研究所, 浙江 杭州 310023
实现了一种硒化铅(PbSe)量子点掺杂的光纤放大器(QDFA)。以直径为4 nm 的PbSe 量子点作为光纤增益介质，由量子点掺杂光纤、980 nm 单模激光器、波分复用器、隔离器等组成全光传输结构，在1250~1370 nm 的宽带区间实现了信号光的放大。实验表明：对于纤芯直径为50 μm 的多模量子点掺杂光纤，激励阈值为62 mW，-3 dB 宽带达120 nm，-1 dB 平坦带宽为90 nm，增益可达12 dB。与传统的掺铒光纤放大器相比，QDFA 的带宽更宽，增益更平坦，噪声也较低。该QDFA 为解决目前密集型光波复用(DWDM)系统对光纤通信放大器日益增长的带宽需求提供了一种新的途径。
光纤光学 硒化铅量子点 量子点掺杂光纤 增益带宽 激励阈值 噪声系数
1 燕山大学 电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004
2 广西师范大学 电子工程学院, 广西 桂林 541004
基于表面等离子激元自发辐射放大噪声系数理论, 研究了长程表面等离子激元噪声系数变化规律, 设计了嵌有金属条的长程表面等离子结构.数值模拟得到表面等离子及周期条状长程表面等离子的噪声系数变化规律.给出入射波长从0.5 μm到1.75 μm, 每隔0.25 μm的噪声特性, 发现随着波长的增加噪声系数趋近于常数.仿真结果表明: 表面等离子及长程表面等离子自发辐射放大的噪声系数随着增益介质增大而明显增强；周期条状长程表面等离子结构中, 随着金属膜厚度以及金属条高度及个数增加导致噪声系数增加, 其中金属膜厚度对于其作用较明显.
表面等离子激元 长程表面等离子激元 自发辐射放大 噪声系数 增益介质 Surface Plasmon Polaritons(SPP) Long Range Surface Plasmon Polaritons(LRSPPs) Amplified spontaneous emission Noise factor Gain medium
重庆邮电大学 光通信与网络重点实验室, 重庆 400065
针对传统长距离模拟微波光链路存在性能参数难以改善的问题, 提出了一种基于反向泵浦拉曼放大器解决超长距离光传输的方法, 并在该方法上建立了模拟链路性能参数的理论模型, 详细论述了链路性能随器件参数变化的演变规律。通过对典型参数的仿真分析, 其结果表明反向拉曼泵浦方式能够极大改善链路的综合性能, 对微波光链路的工程设计和应用提供了理论指导。
微波光链路 拉曼放大器 链路增益 噪声系数 无杂散动态范围 microwave photonic link raman amplifier link gain noise figure spurious-free dynamic range
西南电子设备研究所 电子信息控制重点实验室, 成都 610036
微波光链路利用光纤实现信号的分发、传输和处理, 它具有带宽大、重量轻、抗干扰等优点, 在相控阵、多波束形成等电子战系统中具有很好的应用前景。但是其噪声系数、动态范围等方面的劣势也限制了其实际工程应用。文章主要从理论上分析了微波光链路的噪声系数、动态范围性能的限制因素。并通过试验测试给出了在现有工艺水平条件下微波光链路可以达到的性能指标: 在1GHz瞬时带宽下动态范围大于40dB, 噪声系数小于5dB。
电子战 微波光链路 噪声系数 动态范围 electronic warfare microwave photonic links noise figure dynamic range
