微波光子技術(shù)在電子對(duì)抗中的應(yīng)用

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1、第29卷第6期航天電子對(duì)抗37微波光子技術(shù)在電子對(duì)抗中的應(yīng)用冀貞海，趙巾衛(wèi)(中國航天科工集團(tuán)8511研究所，江蘇南京210007)摘要：由于光子技術(shù)的寬帶和低損耗優(yōu)勢(shì)，微波光子技術(shù)已經(jīng)在電子對(duì)抗領(lǐng)域中尤其是在微波信號(hào)的產(chǎn)生、處理、控制及傳輸?shù)确矫嬉鹆藦?qiáng)烈關(guān)注。著重闡述了微波信號(hào)的光子方法產(chǎn)生及處理、光子微波濾波器、光真延時(shí)波束形成以及光學(xué)A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換等技術(shù)，最后給出了結(jié)論。關(guān)鍵詞：微波光子學(xué)；光學(xué)模數(shù)轉(zhuǎn)換；光子微波濾波器；光學(xué)真延時(shí)中圖分類號(hào)：TN971文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AApplicati蚰ofmicrowaVephotonictechnolog)rinele

2、ctroniccountermeasuresJiZhenhai，ZhaoJinwei(No．8511ResearchInstituteofCASIC，Nanjing210007，Jiangsu，China)Abstract：Widebandand10wlosscapabilityofphotonicshasledtoanever—increasinginterestinitsuseforthegeneration，processing，contr01anddistributionofmicrowavesignalsforapplicationsinthefie

3、ldofelectroniccountermeasures．Thephotonicgenerationandprocessingofmicrowavesignals，photonictrue_timedelaybeamforming，andphotonicanalogtodigitalconversionareemphasized．Finallytheconclusionaregiven．KeywordS：microwavephotonics；opticalanalog—digitalconvertor；photonicmicrowaVefilter；opti

4、caltrue．timedelayO引言1微波／毫米波信號(hào)的光子方法產(chǎn)生微波光子學(xué)是研究微波和光信號(hào)之間的交叉學(xué)科，已廣泛應(yīng)用于寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、雷達(dá)、衛(wèi)星通信及設(shè)備、電子戰(zhàn)系統(tǒng)等。微波光子學(xué)的研究內(nèi)容非常廣泛，其中微波和毫米波信號(hào)的光子方法產(chǎn)生及處理、光控相控陣天線、基于光纖的射頻傳輸以及光學(xué)A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換均為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。國內(nèi)外研究資料表明，從遙感天線、真時(shí)延的波束形成／掃描、數(shù)字接收機(jī)、基于光子的信號(hào)處理技術(shù)、射頻／定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生到模數(shù)信號(hào)的分發(fā)／傳輸?shù)雀鱾€(gè)領(lǐng)域，微波光子技術(shù)可謂是無孔不入。因此，基于微波光子學(xué)的電子對(duì)抗技術(shù)是當(dāng)前乃至今后很長

5、一段時(shí)間研究的重要方向之一。本文通過對(duì)國內(nèi)外文獻(xiàn)的整理[1‘2]，著重闡述了微波信號(hào)的光子方法產(chǎn)生及處理、光子微波濾波器、光真延時(shí)波束形成、光學(xué)A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換等技術(shù)。收稿日期：2013一06—25；2013—11—27修回。作者簡介：翼貞海(1976一)，男，高工，博士，主要研究方向?yàn)殡娮訉?duì)抗新技術(shù)及信號(hào)處理。在電子對(duì)抗領(lǐng)域，低相噪、頻率可調(diào)的微波和毫米波源是完成電子對(duì)抗作戰(zhàn)任務(wù)的必要設(shè)備。傳統(tǒng)的微波和毫米波信號(hào)的產(chǎn)生是通過電路的倍頻來實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)復(fù)雜且價(jià)格昂貴。另外，在許多應(yīng)用場(chǎng)合，產(chǎn)生的微波信號(hào)和毫米波信號(hào)需要傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)的地方，由于電纜(比如同軸電纜)的高

6、損耗，微波信號(hào)和毫米波信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸是不現(xiàn)實(shí)的。借助于光纖的寬帶以及低損耗，基于光纖的微波和毫米波信號(hào)傳輸是解決上述問題的理想手段。因此，在光域中產(chǎn)生微波信號(hào)和毫米波信號(hào)，同時(shí)利用光纖將光信號(hào)傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)的地方，大大簡化了設(shè)備量，具有很好的應(yīng)用前景。通常，微波和毫米波信號(hào)在光域中的產(chǎn)生是通過光外差來實(shí)現(xiàn)的。但是，通過兩個(gè)自由的激光器產(chǎn)生的兩束光的差拍生成微波或毫米波信號(hào)的方式，由于激光器的相位不一致，具有很大的相位噪聲。在過去的幾年中，許多學(xué)者致力于研究產(chǎn)生低相噪的微波或毫米波信號(hào)的方法和技術(shù)，具有代表性的方法有光鎖相環(huán)和外調(diào)制方式兩種。38航天電子對(duì)抗201

7、3(6)1．1光鎖相環(huán)光鎖相環(huán)方法產(chǎn)生微波信號(hào)的框圖如圖1所示[3]。差拍信號(hào)來自于光電探測(cè)器的輸出，通過比較差拍信號(hào)的相位和參考射頻信號(hào)的相位差，來反饋控制其中某一激光器的光源，達(dá)到產(chǎn)生高質(zhì)量、低相噪微波信號(hào)的目的。在兩個(gè)光源之間獲得相位一致性的方法是使用光鎖相環(huán)，其中一個(gè)激光器的相位被另一個(gè)激光器用光鎖相環(huán)的方法鎖定。為了保證較低的相噪，該方法對(duì)激光器的線寬要求比較高。圖1光鎖相環(huán)產(chǎn)生微波信號(hào)框圖1．2外調(diào)制方法基于強(qiáng)度的外調(diào)制方法產(chǎn)生微波信號(hào)框圖如圖2所示[‘]。利用M—Z調(diào)制器和波長固定的濾波器，可以產(chǎn)生連續(xù)可調(diào)的毫米波信號(hào)。該方法的特點(diǎn)是光濾波器不用

8、調(diào)整，簡化了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難度。從圖2可以