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微波光子学的简介￿￿￿￿Still￿waters￿run￿deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深￿￿￿￿Where￿there￿is￿life,￿there￿is￿hope有生命必有希望有生命必有希望内内 容容1微波光子学的原理和技术特点微波光子学的原理和技术特点2应用应用3总结总结2一、微波光子学系统的基本结构一、微波光子学系统的基本结构微波电路系统的一般结构微波电路系统的一般结构 3一、微波光子学的技术特点一、微波光子学的技术特点1.瞬时带宽大瞬时带宽大Ø微波电路：微波电路： 载频载频~GHz，， 带宽带宽<200MHzØ光子学系统：载频光子学系统：载频200THz，带宽，带宽>400GHz2.传输损耗低（传输损耗低（0.2dB/km））Ø实现长腔、低损耗的高实现长腔、低损耗的高Q值谐振腔值谐振腔用于高性能滤波器、振荡器用于高性能滤波器、振荡器Ø射频和微波信号的远程传输射频和微波信号的远程传输用于远置天线和多基地雷达用于远置天线和多基地雷达3.稳定度高稳定度高4.抗电磁干扰抗电磁干扰5.集成度高、体积小集成度高、体积小4微波传输损耗微波传输损耗5二、应用二、应用1.远置天线：移动通信和军事远置天线：移动通信和军事2.多基地雷达多基地雷达3.超宽带相控阵天线超宽带相控阵天线4.高杂波抑制能力的接收机高杂波抑制能力的接收机5.电子战电子战6.精确时钟精确时钟7.微波功能器件、微波功能器件、61、远置天线、远置天线特点：特点：数据与控制中心与天线分开。

数据与控制中心与天线分开优点：优点：Ø天线成本降低，可靠性提高天线成本降低，可靠性提高Ø降低军用天线的热辐射，降低被发现的概率降低军用天线的热辐射，降低被发现的概率Ø避免控制中心被攻击避免控制中心被攻击用途：用途：（（1）移动通信的天线系统移动通信的天线系统2）雷达）雷达美国美国AN/SPQ-9B ADM雷达，雷达，1998年X波段，带宽波段，带宽1.3MHz，信噪比大于，信噪比大于75dB72、多基地雷达、多基地雷达特点特点提高对隐身目标的截获概率提高对隐身目标的截获概率微波光子学的角色微波光子学的角色Ø在子站与控制中心之间传输控制和数据信号，在子站与控制中心之间传输控制和数据信号，保密性好保密性好Ø通过光纤双向传输实现时钟与本振同步，比无通过光纤双向传输实现时钟与本振同步，比无线方式的可靠性高线方式的可靠性高83. 超宽带相控阵天线超宽带相控阵天线电控相控阵天线的本质缺点：电控相控阵天线的本质缺点：斜视现象斜视现象l电移相器的相移随频率而变电移相器的相移随频率而变l波束方位角随频率而变化波束方位角随频率而变化技术困难技术困难：：无法实现宽带相控阵天线无法实现宽带相控阵天线l宽带雷达的脉冲窄，分辨率高，频谱宽。

宽带雷达的脉冲窄，分辨率高，频谱宽l脉冲内的频率成分多，波束不能始终对准目标脉冲内的频率成分多，波束不能始终对准目标光控相控阵天线的优点：无斜视现象光控相控阵天线的优点：无斜视现象可实现高分辨率的超宽带雷达可实现高分辨率的超宽带雷达9例：低频超宽带合成孔径雷达例：低频超宽带合成孔径雷达脉冲宽度脉冲宽度：：<1ns带宽带宽：：20MHz~1.5GHz特点特点：穿透力强、分辨率高：穿透力强、分辨率高应用：应用：机载短程雷达机载短程雷达Ø侦察树林里的移动目标侦察树林里的移动目标Ø探测非金属伪装下的目标探测非金属伪装下的目标Ø探测埋入地表的地雷探测埋入地表的地雷Ø探测掠海导弹探测掠海导弹104、高杂波抑制能力的接收机、高杂波抑制能力的接收机传统雷达的超外差接收机传统雷达的超外差接收机 杂波与信号混合，一起下变频、模数转换，杂波与信号混合，一起下变频、模数转换， 动态范围要求高，对目标信号的截获能力弱动态范围要求高，对目标信号的截获能力弱微波光子学接收机微波光子学接收机 杂波刚下天线就被滤除，与目标信号分离，杂波刚下天线就被滤除，与目标信号分离， 动态范围要求降低，对目标信号的截获能力强。

动态范围要求降低，对目标信号的截获能力强115、电子战：拖曳雷达诱饵、电子战：拖曳雷达诱饵飞机拖曳雷达诱饵（英国GEC-Marconi公司）1999年用于欺骗来袭导弹用于欺骗来袭导弹125、电子战、电子战大瞬时带宽的信道化接收机大瞬时带宽的信道化接收机Ø系统总瞬时带宽大于系统总瞬时带宽大于6GHzØ信道隔离度大于信道隔离度大于40dBØ单机信道数量大于单机信道数量大于10，可达，可达64以上Ø集成度高、体积小集成度高、体积小136.高稳定时钟高稳定时钟147、微波功能器件、微波功能器件1.低相位噪声微波和毫米波振荡器低相位噪声微波和毫米波振荡器相位噪声低于电子式合成信号源相位噪声低于电子式合成信号源20dB2.高高Q值滤波器值滤波器X波段滤波器的波段滤波器的3db带宽小于带宽小于20MHz，插损，插损5dB是腔体滤波器和共面波导滤波器无法实现的是腔体滤波器和共面波导滤波器无法实现的3.集成光延迟线和微波存储（俗称光冻结）集成光延迟线和微波存储（俗称光冻结）单器件的延迟时间大于单器件的延迟时间大于100ps4.光采样光采样直接对微波信号进行模数转换，比电子式模数直接对微波信号进行模数转换，比电子式模数转换器多转换器多10个有效位，动态范围约增大个有效位，动态范围约增大10dB。

15总结总结1.微波光子学的优点是传统电子器件无法实微波光子学的优点是传统电子器件无法实现的，能够带来系统性能的显著提升现的，能够带来系统性能的显著提升2.微波光子学在移动通信系统中广泛用于天微波光子学在移动通信系统中广泛用于天线信号的传输线信号的传输3.在军用雷达和信号处理方面有很广阔的应在军用雷达和信号处理方面有很广阔的应用，是下一代雷达和电子战的主要发展方用，是下一代雷达和电子战的主要发展方向4.在高速数模转换和高性能本振和滤波器等在高速数模转换和高性能本振和滤波器等功能器件方面具有很好的应用前景功能器件方面具有很好的应用前景。