一、Optical True Time Delay for Phased Array Antennas Composed of 2×2 Optical MEMS Switches and Fiber Delay Lines（论文文献综述）
郭一鸣[1]（2021）在《集成光波导延迟线关键技术研究》文中研究指明随着信息化社会的发展,人们的信息交流量每日俱增,因而对于传送网络的容量、速度、可靠性等要求不断提高。较之电信号,光信号传输速率更快,抗电磁干扰性强,而集成光学的飞速发展也令其在各方面呈现取代传统电学的趋势。集成光波导延迟线作为光信号处理中的重要环节,其关键技术——光开关,也受到人们的普遍关注。本文主要进行了基于MZI热光开关的集成光波导延迟线的研究,通过对波导中的热分布的分析,实现结构的设计与优化,提高器件相关性能,并为相关应用提供技术参考。本文完成的工作包括:（1）选择折射率差为0.75%的二氧化硅波导材料,基于设计理论中的单模条件及最大透射深度,确定单模传输时矩形波导的截面尺寸;由波导模式耦合理论进行推导,得到耦合间距与耦合长度关系曲线,进行合理选取;建立相应的仿真模型,借助Mode Solution对单模传输尺寸进行验证选取,结合S-bend存在的等效耦合效应,完成耦合长度及S-bend部分的优化设计,最终完成3d B耦合器的设计。（2）采用基于有限元法（FEM）的Comsol软件,结合温度传播方程,完成相应建模工作,对波导中的温度分布进行仿真分析;由温度变化及器件稳定性确定了电极长度;研究了单个波导时不同电极位置及尺寸、上下包层厚度对波导温度分布的影响;两根波导时下包层厚度及空气槽宽度对波导中温度分布的影响,结合材料的热光效初步确定MZI热光开关尺寸后,进行开关的功能验证及参数测试,并对S-bend进行了优化,完成了MZI热光开关的损耗及消光比参数的提升;最后对不同衬底材料及是否采用空气槽结构的MZI热光开关进行了开关速度的仿真分析。（3）仿真确定相邻光开关的间距及弯曲波导的最小弯曲半径,完成了基于MZI热光开关的4比特集成光波导延迟线的设计。二氧化硅矩形波导的折射率差为0.75%,芯层高宽均为5.5μm,上包层及左右包层尺寸为5μm,下包层厚度为6μm,电极长10mm,宽15.5μm,单个MZI热光开关的功耗为96.7m W,开启时间为74μs,关闭时间为135μs;延迟线可实现0到45ps共16种延时状态,步进3ps,最小功耗为96.7m W,最大功耗为483.5m W,整体尺寸为10.9mm×29.6mm,最小弯曲半径为5mm。
唐辉[2]（2021）在《光学相控阵（OPA）光相位控制性能测试系统的研制》文中研究表明固态激光雷达通过光波相干相长的原理实现波束转向,不需要依赖机械转轴进行扫描转向,减少了机械结构的磨损和转速限制,而且更利于集成结构减小组成器件的尺寸,进而缩小雷达的整体体积,具有转向快,耐用,小巧轻便等优点。同时固态激光雷达也继承了机械式激光雷达的优点,以激光而非微波作为探测载体,具有主瓣宽度小,相干性好,主瓣能量集中,抗干扰能力强,反应快速等优势。在固态激光雷达中,核心部件为光学相控阵（OPA）,常用制作光学相控阵的材料有铌酸锂,液晶,压电陶瓷等,近年来光学相控阵的技术迅速发展,硅基光波导凭借其容易实现的热光或电光调制,以及对CMOS工艺良好的兼容性,很快成为实现OPA技术的一大热门。但距离硅基OPA应用于激光雷达等实际产品仍有一定技术瓶颈有待攻克,其一便是限于当前工艺水平,在对于极限间距波导的蚀刻等过程中常因为工艺误差而导致波导最终成本与设计有出入,如线边粗糙,波导间距不平均等。这些细小的误差在被高敏感度集成光路放大后,导致在一组OPA波导中存在幅度误差和相位误差,因此每个OPA芯片在实际使用前需要先进行光相位调控性能测试,来校准各个转向角度所需的各路波导控制电压或控制电流的配置,以弥补工艺带来的幅度误差和相位误差对波束扫描效果造成的影响。本文围绕这个问题,做了以下几个方面的研究:首先,本文介绍了OPA以及以OPA为核心的固态激光雷达的国内外研究近战,包括一维扫描和二维扫描的OPA,并简要说明了现今OPA产业化实际应用的瓶颈所在。其次,本文分析了一维OPA的衍射模型,介绍了评估远场光场质量的几个主要性能参数,并进一步分析和仿真测试了波导间距和波导数对OPA远场光场栅瓣产生的影响,以此对OPA波导间距的选择做了进一步说明进一步,本文介绍了常用的OPA波束扫描角度对应相移校准的常用算法,主要包括逐路搜索算法、爬山算法、模拟退火算法、随机并行梯度下降算法、遗传算法等,通过对算法原理的说明和性能的初步比较介绍了各个算法的优势和不足点,并选择性的通过包含误差的远场光场分布模型对算法性能进行了仿真测试,最后就遗传算法收敛慢和远场旁瓣较多问题尝试提出了一种改进方案,通过仿真测试表明有一定性能提升。然后,本文就OPA芯片的快速光相位调控性能测试问题构建了一套OPA芯片的光相位调控性能测试系统,主要介绍了系统的硬件构成,各个接口协议和软件构成,并着重对程序接口通讯和核心算法代码进行了说明。最后,对整个系统的性能进行了测试,包括控制电脑对系统各个组件的信息通讯测试,和OPA芯片的校准测试,然后利用系统对64路等间距OPA芯片进行了扫描角度测试,实现了±40°的扫描范围和对应电压标定,峰值旁瓣电平低于0.1,并在测试过程中观察并分析了随着波束扫描角度增大远场光场分布的变化,并就测试过程中遇到的其他问题,如芯片的热膨胀和波导间的热串扰等对远场光场分布的影响进行了讨论。
李诗雯[3]（2021）在《基于微波光子多路径合成的高速信号传输系统研究》文中认为微波光子多路径合成技术是光通信中重要的信号处理方法。随着国防与民用科技的发展,微波光子领域的卫星通信技术成为卫星通信领域一大研究方向。相控阵雷达的多子阵接收系统与光波束形成网络的多路合成技术相结合,可以实现大带宽、高功率的信号接收,提高卫星通信系统的接收与发送效率。因此,深入研究基于微波光子的多路径合成技术具有非常重要的意义和价值。本文对基于微波光子学的多路径合成技术进行了深入的研究。针对相控阵雷达接收系统中所用到的光控波束形成网络的应用做了以下工作:（1）通过建立FIR滤波器权系数随机扰动模型来仿真与分析通道的幅度失真与相位失真给宽带信号带来的影响。首先理论分析了信道均衡滤波器的设计原理,并依据失真模型建立相对应的FIR幅度均衡滤波器和FIR相位均衡滤波器,分别对只存在幅度失真的信道和只存在相位失真的信道进行均衡;最后仿真结果显示,幅度均衡滤波器将1 GBaud失真信号的EVM改善了 8%,相位均衡滤波器将1 GBaud失真信号EVM改善了 15.72%。（2）利用频域傅里叶逆变换方法设计了 FIR幅相均衡滤波器来改善多路径合成网络中的单路径传输性能。首先在OptiSystem和MATLAB平台上联合仿真了通道的幅相失真对宽带信号的影响;随后在MATLAB仿真平台设计幅相均衡滤波器,并导入OptiSystem平台中的链路对信号进行均衡,验证了幅相均衡滤波器的良好性能。在实际链路中,利用矢量网络分析仪测量传输路径的S21数据,通过此测试数据建立幅相均衡滤波器,并对傅里叶逆变换的时域均衡器抽头系数进行截取,得到性能较好的均衡滤波器;为了进一步提高信号质量,又提出了 FIR均衡器与自适应均衡器相结合的方法。最终实验结果表明,均衡算法可以将100 MBaud信号的解调EVM改善4.9%,将1 GBaud信号解调EVM优化4%。（3）对多路合成链路中的延时差进行分析与补偿。首先依据系统建立延时模型,在MATLAB平台上仿真分析了延时误差对于宽带信号合成的影响,包括对合成宽带信号的频域带内平坦度的影响和对信号合成效率的影响。从仿真结果中可以知道,在7 GHz频率的宽带信号,当两条路径之间的延时误差小于20ps时,就能够获得90%以上的合成效率,因此将实验中光开关的最小步进设置在20ps,并在实验中验证了 20ps延时误差下功率90%的合成。随后又利用矢量网络分析仪对带宽范围内的相位进行测试,计算出延时,并使用更换延时线的方法,在实验中实现了将两路延时差控制在5ps以内的状态,合成功率增加5.9 dB,合成效率达到99%以上,并且将接收信号的EVM改善了 4%,完成了接近理想的合成性能。
臧佳丽[4]（2021）在《基于集成光子学的二维相控阵的幅相优化研究》文中提出相控阵雷达由于波束指向灵活、抗干扰能力强和可靠性高等优势在电子战争领域有重要的应用前景。天线阵列的幅度分布影响波束形状,而相位分布影响波束指向。其中相位分布由移相单元实现,传统相控阵的移相单元采用电学处理方式,无法满足复杂环境下大带宽、大动态范围以及高频段等要求。光学真时延网络可以解决这个问题,同时还具有低传输损耗和抗电磁干扰等优势。相比分立器件搭建的光学真时延网络,利用集成光子学实现的真时延网络可以减小系统体积、降低结构复杂度。本文研究基于集成光子学的二维相控阵中幅相优化问题,旨在提高该系统的扫描波束性能。集成光学真时延线中,硅基二进制波导型延迟线具有带宽大,时延范围大,且原理简单、性能稳定等优点。但该延迟线基于光路切换的原理,存在时延离散性,会产生量化误差。此外,受光纤切割精度的限制,系统中的连接链路长度无法精确控制,也存在随机误差。因此带来的整体相位误差使得基于二进制光学真时延网络的相控阵波束指向角误差较大。为了改进波束指向精度,论文研究了时延量化误差和光纤随机误差对波束指向角的影响,分析了将离散二进制时延和连续可调时延结合的结构,减少了离散量化误差,且和单纯连续可调时延线相比降低了复杂度。结合二维时延网络,分析推导了这种时延结构下相位误差和波束指向角误差的关系,提出了一种基于线性规划的相位优化算法,调节时延结构中的连续时延部分,改变行时延和列时延。仿真结果表明:这种时延结构和相位优化可以克服现有的二进制时延线的量化误差问题,同时对链路长度的随机误差进行优化,提高波束指向角精度。相控阵天线中,天线阵元的幅度分布会影响旁瓣水平,旁瓣过高会影响信号的保真度。论文分析了天线阵元幅度分布和旁瓣的关系,结合二维光控网络,提出了一种基于二次规划的幅度优化算法,调节行放大和列放大增益,对每行每列的幅度分布进行整体加窗,减小旁瓣的同时降低了复杂度。介绍了该幅度优化算法的工程实现,初步证实了该算法在实际工程应用中的可行性。最后仿真实现了幅相联合优化,证实论文提出的幅相优化算法可以同时减小波束指向误差并降低旁瓣。
王心怡[5]（2020）在《基于硅基光学延迟线的波长-模式脉冲交织器研究》文中进行了进一步梳理硅基光电子集成芯片具有尺寸小、集成度高等优点。近年来,它们受到了学术界的广泛关注。随着各类硅基光电子分立器件性能的提高,人们越来越不满足于单一器件的功能实现,而是往大规模集成化方向发展,即把多个电子和光子分立元件集成在同一芯片上,实现复杂的功能。硅基光电子技术以其高集成度和互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的优势,近些年来在数据通信等领域发挥着重要作用。基于硅光技术,人们对各种类型的激光器、调制器、探测器和光开关展开了深入研究。光延迟线在光通信领域具有很好的应用前景,基于延迟线结构的脉冲复用可以提高光脉冲的重复率,从而生成高频脉冲。高频脉冲在数据通信、光子信号处理、光学模数转换等领域中起着重要作用。本文对基于光延迟线结构的片上集成光子器件进行了研究。利用多种光脉冲交织复用方式,实现了脉冲重复率的提升,可用于对微波信号的高速光采样。首先,论文介绍了延迟线芯片的基本概念和参数指标,并讨论了其具体结构和实现方案。从延迟调节范围、调节精度、传输损耗、功耗和芯片尺寸等角度出发,阐明了延迟线的结构特征,为下文各种脉冲交织器的实现提供理论依据。接着,论文从脉冲复用方式入手,分别研究了波分复用（WDM）和模分复用（MDM）的几个关键器件,并介绍了各种器件结构的工作原理和设计方案。对于MDM器件,本文分析了波导中支持的多种模式,并对波导耦合生成的高阶模式进行了仿真分析。本文还对波长-模式交织器所用到的分立器件和整个系统进行了仿真,证明了波长-模式交织方案的可行性。接着,为了实现脉冲的时分复用,本文提出了一种连续可调的延迟线,该延迟线结合了环形谐振器和马赫-增德尔干涉仪（MZI）开关阵列。开关阵列提供大范围数字式延迟调节,而微环则提供小范围延迟微调。开关采用MZI级联结构,提高了开关消光比。延迟线芯片在60 nm厚的硅波导平台上实现,平均波导损耗为0.35 d B/cm。最大延迟调节范围为1.28 ns,片上插入损耗为12.4 d B,包括由测试端口引起的损耗。在不同延迟时间下,30 Gbps开关键控（OOK）信号通过延迟线芯片传输具有较高的信号保真度。该光学延迟线芯片具有可重构性,可以用于调整脉冲序列。光脉冲多路复用基于延迟线芯片实现,开关被设置为均匀分光比。这样的光时分复用（OTDM）方案可用于产生高重复率脉冲串,可应用于光学采样。调整开关分光比和可调光衰减器（VOA）的衰减值提供不同的脉冲幅度时,可实现准任意波形生成（QAWG）。基于延迟线芯片实现OTDM和QAWG,证明了该芯片的灵活性和可重构性,能作为可编程光信号处理器使用。本文还对如何进一步提升延迟线芯片性能进行了讨论。随后,本文提出并实现了一个基于硅光集成平台的8通道波长-模式光脉冲交织器。波长和模式复用技术相结合,可以提高脉冲的重复率,而同时又不会增加单维度复用的复杂性。交织器使用级联MZI结构作为波分复用（解复用）器,将非对称定向耦合器用作模式复用（解复用）器,并将各种长度的硅波导用作延迟线。论文对交织器各个分立器件参数（如波导损耗、延迟误差和通道带宽等）对交织脉冲的损耗、延迟间隔、峰值能量、脉冲宽度和串扰等一系列指标影响进行了研究,为交织器的实现奠定了基础。实验验证了脉冲序列具有125 ps的时间间隔,延迟误差为3.2%。然后,本文在波长-模式交织器的基础上,将脉冲幅度调节和高速采样功能纳入,构成了一个硅光集成的光学采样系统。高重复率光学采样脉冲是通过将低重复率输入光脉冲与WDM和MDM相结合而获得的。WDM脉冲交织器由具有线性差分延迟的反馈型阵列波导光栅（AWG）构成。它可以实现自动波长对准,且结构紧凑、色散大、损耗低。交织脉冲的幅度可以通过反馈波导中的衰减器进行调节。多模波导中的两个高阶模用来进一步提高脉冲重复率。光学采样脉冲被多模MZI调制器调制,调制器两臂集成了“L型”PN结,提高了调制效率。采样后的脉冲由模式和波长解复用器分开,后端再做并行处理。多模调制器可以实现30 Gb/s OOK调制。多波长脉冲使用由双环耦合马赫-增德尔干涉仪（DR-MZI）构成的WDM滤波器分离,该结构具有较高的消光比。模分复用脉冲交织和分离是由非对称定向耦合器构成的模式复用（解复用）器完成。由于同时使用了波长和模式复用技术,因此脉冲重复率可以大幅提高。在实现的集成芯片中,脉冲重复率提高了8倍,这受限于后端WDM滤波器的数量。所有功能模块,包括高速调制器、偏振分束器、旋转器、延迟线以及WDM和MDM器件,都集成到了单个硅光集成芯片中,充分利用了硅光的集成能力。高速采样芯片的成功研制为在单片上实现模数转换提供了基础。论文最后对研究课题做出了总结,针对硅基脉冲交织器提出了未来研究工作展望。
母兴俊[6]（2020）在《具有连续调节功能的光程模拟装置研究》文中指出光程模拟装置因其可控、精度高、稳定性好、可靠性高等优势,是光信息处理相关技术中的重要组成部件,在光控相控阵雷达、无线激光通信、激光测量等重要领域中广泛应用。所谓光程模拟即是利用各类光学元件或电子电路,将激光在大气中的传输过程,转换为激光在室内条件下的传输。而且,为减小外界环境的影响,提高检测可信度,大量程的光程模拟技术还常用于对激光测距类设备测距性能的检测,实现快速、准确、有效测量的目的,确保测距系统的测距可靠性和稳定性。因此,本文结合以往的研究经验,对现有光程模拟技术的优点和不足进行了较为充分的比较和分析。最终在光纤延迟线的基础上,提出了一种利用平面镜调节光程,与光纤共同实现光程模拟仿真的研究方案,并对基于此方案的光程模拟系统进行了论证。文中根据所测脉冲激光测距机的工作波长,综合考虑、选择合适的单模光纤,减小光纤色散对激光脉冲的影响,以完成固定光程的模拟。通过平面镜对激光的反射作用,并实现平面镜之间距离的精确调节,达到连续改变光程的目的,以完成光程的动态模拟仿真。依据动态光学理论,对可调光程延迟线进行了重点分析和理论论证,分析了实际情况下光路的变化情况,为机械固定结构的设计提供了理论基础和设计方向,便于此后对平面镜的装调,验证了该光程可调模拟部分的可行性。为装调平面镜组中两平面镜反射面的平行性和标定摆镜的偏摆精度,本文采用自准直法,使用光电经纬仪进行装调和标定实验,保证了该光程模拟装置能够稳定工作的基础。最后,本文还对系统中可能存在的模拟误差主要来源进行了分析和计算。当进行相对测距精度检测时,光程模拟最大误差为0.242mm,最小误差为0.0224mm。当进行绝对测距精度检测时,在固定光程模拟量选定为2000m的情况下,模拟误差为5.583mm,温度补偿后,模拟误差能够达到0.808mm;固定光程模拟量选定为500m的情况下,模拟误差为2.158mm,温度补偿后,模拟误差能够达到0.738mm,验证了该装置能够满足现有绝大部分的测距系统测距精度检测需求,为本课题的后续研制工作提供了有力支撑。
朱晨[7]（2020）在《基于开关型延迟线的硅基微波光子波束成形网络芯片研究》文中研究指明传统的电控波束成形网络受限于孔径效应,无法满足未来相控阵雷达对于大带宽的需求,并且扫描范围较小,速度较慢。近年来,将微波光子技术引入波束成形网络中,有效提高了相控阵雷达的工作带宽和抗干扰能力。但是,目前的系统大多采用分立的光学器件,无论是尺寸、重量还是功耗仍然有待提升。基于集成器件实现波束成形网络也只是局限于个别器件的集成,并未完全解决系统体积、功耗等问题。为此,本文提出并研制了基于光开关型延迟线的硅基微波光子波束成形网络芯片。该芯片包含硅基马赫-增德尔调制器,硅基8通道波束成形网络和锗硅探测器,芯片面积仅为11.03×3.88 mm2。其中,硅基8通道波束成形网络由2×8光分路器和8路5比特开关型延迟线构成。每路延迟线的最小延时步进从2 ps线性递增到16 ps,因此只需要同步切换每路延迟线上开关的状态,就可以改变相邻发射单元的延迟差,实现波束偏转。本文首先从理论上阐述了相控阵雷达的波束扫描原理,并且用数学推导解释了传统波束成形网络产生孔径效应的原因以及采用可重构光延迟线的优势。其次,介绍了本文波束成形网络中的各个组成部分的工作原理和功能,并对其进行了理论分析和仿真设计。最后,确立测试内容和实验方案,对每个模块进行了详细的测试,并根据实验结果评估了芯片的波束成形性能。通过测试发现,基于开关型延迟线的微波光子波束成形网络芯片能够支持带宽为8到18 GHz的信号,覆盖了X和Ku波段。扫描范围为-65.02°至64.63°,波束偏转分辨点数为31个。波束的扫描速度为56μs。整个芯片的功耗为960 m W。本文首次研究了硅基单片集成微波光子波束成形网络芯片的微波波束偏转性能,该芯片具有体积小、功耗低、转向速度快、控制算法简单等优点,有望用于未来微波光子相控阵雷达中。
郭红霞[8]（2019）在《微波光子多波束形成关键技术研究》文中认为微波光子学应用于相控阵天线系统,可实现宽带宽角、高精度的波束形成,突破了相控阵“波束倾斜”限制在窄带应用的技术壁垒。以此为背景,本文提出光真时延迟线技术代替传统的电移相器,实现无波束偏斜、性能优良的光控多波束系统,并对波束形成射频前端T/R组件进行了设计实现。具体研究内容如下:1.在传统相控阵波束形成理论基础上,对光控相控阵波束形成原理进行了研究,同时构建了数学模型及理论公式推导,提出了以光真时延迟线技术消除相控阵“波束偏斜”方法,并给出理论支持与仿真分析。2.针对微波光子波束形成系统提出了设计技术方案,提出以光纤延迟线为主技术,光器件为控制手段实现微波光子多波束形成方法。分别设计出以光开关、波分复用器为控制技术的多波束延迟网络,提出以两种控制技术复合设计的可拓扑多波束形成系统。给出一个32固定位置多波束设计实例,实现X波段天线阵列在±60°范围内的多波束形成,并给出仿真论证。3.提出以线性调频光纤光栅取代单模光纤延迟线梯度实现波束的连续扫描,对固定位置多波束形成系统进行优化设计。设计了一款LCFBG,应用于5bit光纤光栅延迟波束形成网络,并给出两种优化方案,通过仿真分析、建模论证得出其延迟范围与扫描精度。4.对微波光子多波束形成系统的射频前端T/R组件进行了设计与实现。制作完成一款适合于微波光子多波束系统的X波段T/R组件,通过仿真分析与实物测试满足系统设计指标。
周宇[9]（2017）在《基于微波光子技术的超宽带多波束网络研究》文中提出下一代卫星通信系统中,卫星载荷平台向着宽带多波束网络覆盖以及多通道复杂格式信号处理等方向发展,如何解决卫星通信系统中信号带宽不足和多波束网络形成的问题,已经成为卫星通信领域急需解决的关键问题之一。超宽带多波束形成网络由于具有覆盖空域广、信道容量大等优点,成为未来卫星通信系统发展的趋势。微波光子技术具有带宽宽、体积小、重量轻、抗电磁干扰性能好等优点,将其应用于卫星通信系统,能够解决卫星通信超宽带多波束形成波束偏斜的问题,成为国内外的研究热点。论文在研究超宽带光学多波束形成网络理论的基础上,重点开展了多波束形成网络的设计实现工作,同时研究了宽带多波束形成网络的多径干扰,论文的主要创新点如下:1、在研究了波束形成基本理论的基础上,提出了一种基于微波光子学的收发一体二维多波束形成网络系统方案。该方案工作频率在Ku波段,可以覆盖-30°到30°范围,可以同时形成4个波束。建立了多径干扰的理论模型,仿真研究了多径干扰引起的波形畸变和功率起伏,实验研究了多径干扰对链路性能的影响。研究结果表明经微波光子链路解调出来的射频信号主要受多径干扰的干扰系数和干扰路数影响,随着干扰路数增大相关系数减小,信号的功率起伏增大。2、设计了适合于卫星通信的天线模块、控制模块以及超宽带光学波束形成网络模块,研制出超宽带光学多波束形成网络系统,并进行了实验测试。测试结果表明:超宽带光学多波束形成网络模块相位一致性小于±8.2°,幅度一致性小于±0.5dB;可以实现光波束形成网络在12-18GHz内全频段全带宽的无偏斜工作,各频点波束偏移量在0.1°以下,可以同时形成4个独立的波束。3、在研究超宽带光学多波束形成网络的调制方法基础上,提出了基于滤波器的相位调制到强度调制转换的优化方案,仿真研究了基于相位调制的超宽带光学多波束形成网络性能。研究结果表明,基于滤波器的相位调制到强度调制转换的超宽带光学多波束形成网络系统的无杂散动态范围为74dB,与基于强度-直接调制的微波光子链路相比,无杂散动态范围提升了 7dB。
孙明明[10]（2017）在《光控相控阵天线系统中微波光子信号处理关键技术研究》文中研究指明基于微波光子学的真时延相控阵具有传输损耗小,瞬时带宽宽和抗电磁干扰等特性十分符合相控阵雷达系统的需求。光控相控阵天线系统拥有很强的测向定位能力（测向精度、测向速度和截获能力）和抗干扰能力,灵敏度高,对宽带信号的适应能力,具有广泛的发展前景和应用价值。基于微波光子学的光控相控阵天线系统取决于微波光子信号产生、传输以及处理等核心技术。本文从实现光控相控阵天线系统工程化角度出发,对系统中微波光子信号生成、滤波、移相、传输以及相位稳定等关键问题展开深入地理论和实验研究,研制时延连续可调的光控相控阵天线系统样机并通过了测试。首先讨论微波信号的光产生以及光滤波技术。分析了光电振荡器输出射频信号的两个必要条件;提出了使用色散光纤光栅替代传统的光纤储能单元来缩短振荡时间,讨论了SOA非线性偏振旋转效应的机理;提出了基于SOA两个模式的双环振荡器,避免了电窄带滤波器的使用;实现了相位噪声低于-100 dBc/Hz@10 kHz的X波段高速扫频信号。提出了基于SOA的二阶IIR滤波器,实现了Q值高达13000,中心频率可调谐的带通滤波器。其次研究了光控相控阵天线中的移相器技术。提出了使用光纤光栅、保偏光纤光栅、以及SOA的三种实现微波移相的实验方案,设计和制作了切趾的啁啾光纤光栅;分析了保偏光纤光栅非线性偏振效应机理,并加以利用实现了不受系统光波长抖动干扰的移相器;改变SOA注入电流和光功率可以得到不同相位的输出射频信号。在此基础上,对三种方案分别进行了实验论证,均实现了100ps光延时或0到360°连续可调的移相器功能。接着针对光控相控阵天线系统远距离传输中由于光纤受外界影响等原因生成的相位抖动,提出了基于迈克尔逊干涉法的补偿稳相方法,可以实现中频10MHz信号反馈控制补偿相位抖动,对其实现机理进行了理论推导和实验验证。结果表明,在大幅度振动环境下,可以实现500米的光纤信号传输相位抖动好于100米不补偿的情况。最后搭建了光控相控阵天线系统的实验样机,包括信号源的产生、微波信号的光调制/传输链路、多波长激光器输出4路不同波长的光来实现4路RF输出移相、后端射频信号的处理、天线发射以及反馈控制保持相位稳定等;并最终在微波暗室中进行了试验验证,结果表明可以实现准确的波束指向。
二、Optical True Time Delay for Phased Array Antennas Composed of 2×2 Optical MEMS Switches and Fiber Delay Lines（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Optical True Time Delay for Phased Array Antennas Composed of 2×2 Optical MEMS Switches and Fiber Delay Lines（论文提纲范文）
（1）集成光波导延迟线关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 集成光波导延迟线 |
| 1.2.1 延迟线原理 |
| 1.2.2 光延迟线分类 |
| 1.3 集成光开关 |
| 1.3.1 MZI热光开关工作原理 |
| 1.3.2 常见光开关材料 |
| 1.3.3 光开关性能参数 |
| 1.4 集成光波导延迟线国内外研究现状 |
| 1.5 本文结构安排 |
| 第二章 集成光波导理论基础 |
| 2.1 平板光波导的电磁场分析 |
| 2.2 矩形光波导基本理论 |
| 2.2.1 马卡悌尼解法 |
| 2.2.2 有效折射率法 |
| 2.3 数值方法 |
| 2.3.1 有限时域差分法(FDTD) |
| 2.3.2 光束传播法(BPM) |
| 2.4 模式耦合理论 |
| 2.5 热光效应 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 波导耦合器的设计与仿真 |
| 3.1 直波导的仿真分析与设计 |
| 3.1.1 截面尺寸的确定 |
| 3.1.2 直波导损耗的测定 |
| 3.2 3dB耦合器的仿真分析与设计 |
| 3.2.1 耦合间距与耦合长度的确定 |
| 3.2.2 S-bend的仿真分析 |
| 3.2.3 3dB耦合器的结构设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 MZI光开关的设计与仿真 |
| 4.1 有限元法(FEM) |
| 4.2 仿真模型的建立 |
| 4.3 单臂波导的热分布仿真分析 |
| 4.3.1 电极尺寸与位置对单臂波导温度分布的影响 |
| 4.3.2 上、下包层厚度对单臂波导温度分布的影响 |
| 4.4 双臂波导热分布的仿真分析 |
| 4.4.1 下包层厚度对双臂波导温度分布的影响 |
| 4.4.2 空气槽宽度对双臂波导温度分布的影响 |
| 4.5 MZI热光开关功能验证及仿真分析 |
| 4.5.1 MZI热光开关功能验证及结构优化 |
| 4.5.2 MZI热光开关性能参数仿真分析 |
| 4.5.2.1 MZI热光开关插损与消光比的仿真分析 |
| 4.5.2.2 无空气槽的MZI热光开关的仿真分析 |
| 4.5.2.3 有空气槽的MZI热光开关的仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 集成光波导延迟线的设计与仿真 |
| 5.1 相邻光开关间距的仿真分析 |
| 5.2 弯曲波导的尺寸确定 |
| 5.3 4 比特集成光波导延迟线的设计 |
| 5.4 集成光波导延迟线的应用 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）光学相控阵（OPA）光相位控制性能测试系统的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光控阵简介及研究现状 |
| 1.3 光控阵全固态激光雷达简介及研究现状 |
| 1.4 课题的研究背景、主要内容及创新点 |
| 1.4.1 研究背景及意义 |
| 1.4.2 研究的主要内容及创新点 |
| 1.4.3 全文安排 |
| 第二章 光控阵原理 |
| 2.1 一维光波导光控阵衍射叠加模型 |
| 2.2 光波导光控阵远场波束主要性能指标 |
| 2.2.1 主瓣宽度 |
| 2.2.2 扫描范围 |
| 2.2.3 峰值旁瓣电平 |
| 2.2.4 主瓣功率比 |
| 2.3 光波导光控阵远场光场分布特性 |
| 2.3.1 波导间距对远场光场分布的影响 |
| 2.3.2 波导单元个数对远场光强的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光控阵光相位调控测试相关算法研究 |
| 3.1 逐路搜索算法 |
| 3.2 爬山算法 |
| 3.3 模拟退火算法 |
| 3.4 梯度下降算法 |
| 3.5 随机并行梯度下降算法 |
| 3.6 遗传算法 |
| 3.8 改进遗传算法 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 光控阵光相位调控测试系统架构设计 |
| 4,1 系统硬件架构设计 |
| 4.2 系统通讯接口设计 |
| 4.3 系统软件架构设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 系统性能测试及结果分析 |
| 5.1 系统通讯接口测试 |
| 5.1.1 激光器控制接口测试 |
| 5.1.2 红外摄像机通讯接口测试 |
| 5.1.3 驱动电源通讯接口测试 |
| 5.2 OPA芯片控制测试 |
| 5.3 OPA芯片多角度偏转测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（3）基于微波光子多路径合成的高速信号传输系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 微波光子信号处理背景概述 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 多路径合成技术研究现状 |
| 1.2.1 基于微波光子信号处理的信道补偿技术 |
| 1.2.2 基于微波光子的多路径合成技术 |
| 1.3 论文主要研究内容和章节安排 |
| 第2章 基于微波光子的多路径合成系统分析 |
| 2.1 微波光子多路径合成系统分析 |
| 2.1.1 基本器件工作原理与失真性能分析 |
| 2.1.2 光域QPSK调制 |
| 2.2 系统失真建模 |
| 2.2.1 单路系统频率特性失真建模 |
| 2.2.2 多路延时失配分析与建模 |
| 2.3 信道均衡算法 |
| 2.3.1 自适应信号处理 |
| 2.3.2 无监督自适应滤波器 |
| 2.3.3 信道传输特性均衡滤波器 |
| 2.4 延时补偿技术 |
| 2.4.1 基于相位补偿的波束形成技术 |
| 2.4.2 基于时间补偿的波束形成技术 |
| 2.5 性能指标 |
| 2.5.1 相位噪声 |
| 2.5.2 合成效率 |
| 2.5.3 误差矢量幅度 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于微波光子链路的高速信号频域均衡滤波器 |
| 3.1 算法原理 |
| 3.2 系统仿真 |
| 3.2.1 幅度失真与均衡 |
| 3.2.2 相位失真与均衡 |
| 3.2.3 系统幅相失真与均衡 |
| 3.3 实验验证 |
| 3.3.1 幅度均衡滤波器设计结果 |
| 3.3.2 相位均衡滤波器设计结果 |
| 3.3.3 时域幅相均衡滤波器 |
| 3.3.4 均衡结果 |
| 3.4 均衡滤波器与自适应算法联合补偿 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于时间补偿的光纤延迟线波束形成方法 |
| 4.1 系统模型与原理 |
| 4.2 延时失配对高速信号影响 |
| 4.3 实验方法与结果验证 |
| 4.3.1 实验测试结果 |
| 4.3.2 实验合成结果 |
| 4.4 精准延时匹配实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所参与科研项目 |
（4）基于集成光子学的二维相控阵的幅相优化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写、符号清单、术语表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 相控阵雷达的发展和趋势 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 集成光子学相控阵研究现状 |
| 1.2.2 幅相优化算法研究现状 |
| 1.3 课题的研究背景、主要内容及创新点 |
| 1.3.1 研究的背景及意义 |
| 1.3.2 研究的主要内容及创新点 |
| 1.3.3 全文安排 |
| 2 相控阵天线 |
| 2.1 相控阵天线波束成形原理 |
| 2.1.1 一维直线相控阵天线波束成形原理 |
| 2.1.2 二维平面相控阵天线波束成形原理 |
| 2.1.3 相控阵天线波束特性 |
| 2.2 集成光子学相控阵天线 |
| 2.2.1 电学移相网络的不足 |
| 2.2.2 光学真时延 |
| 2.3 二维光控相控阵天线 |
| 2.3.1 RoF链路 |
| 2.3.2 二维相控阵时延网络 |
| 2.3.3 二维相控阵幅度加权 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 集成光学真时延线结构 |
| 3.1 硅基二进制时延线 |
| 3.1.1 硅基二进制时延线原理 |
| 3.1.2 硅基二进制时延线性能分析 |
| 3.2 新的时延结构设计 |
| 3.2.1 时延结构原理 |
| 3.2.2 连续可调延迟线 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 相位优化 |
| 4.1 相位优化原理 |
| 4.2 相位优化算法 |
| 4.3 相位优化仿真结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 幅度优化 |
| 5.1 幅度优化原理 |
| 5.2 幅度优化算法 |
| 5.3 幅度优化仿真结果 |
| 5.4 幅度控制系统 |
| 5.4.1 幅度控制总体方案 |
| 5.4.2 幅度控制系统硬件设计 |
| 5.4.3 幅度控制系统软件设计 |
| 5.5 幅相联合优化仿真结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 科研成果 |
（5）基于硅基光学延迟线的波长-模式脉冲交织器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 硅基集成光电子器件 |
| 1.2 集成光延迟芯片 |
| 1.2.1 集成光延迟芯片的背景与应用 |
| 1.2.2 集成光延迟芯片的实施方法 |
| 1.2.3 集成光延迟芯片的研究现状 |
| 1.3 时间交替高重频脉冲生成器 |
| 1.3.1 高频脉冲的应用 |
| 1.3.2 时间交织高重频脉冲生成器的研究现状 |
| 1.3.3 时间交织高重频脉冲生成器的面临问题 |
| 1.4 本论文结构安排及主要内容 |
| 第二章 基于延迟线结构的硅基波长-模式脉冲交织核心元件设计 |
| 2.1 硅基光延迟线 |
| 2.1.1 硅基光波导 |
| 2.1.2 移相器和可调衰减器的设计 |
| 2.1.3 光延迟芯片架构设计 |
| 2.1.4 光延迟芯片分析与讨论 |
| 2.2 波长与模式复用器件 |
| 2.2.1 波分复用器件 |
| 2.2.2 模分复用器件 |
| 2.3 基于延迟线的脉冲波长-模式复用器模型与仿真 |
| 2.3.1 脉冲复用分立模型的仿真 |
| 2.3.2 脉冲复用整体模型的仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 大范围连续可调超薄硅波导光延迟线 |
| 3.1 延迟线的设计 |
| 3.2 实验验证 |
| 3.2.1 单级和双级MZI开关的比较 |
| 3.2.2 光延迟特性 |
| 3.2.3 OTDM和 QAWG实验 |
| 3.3 进一步提升光延迟芯片性能的讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 硅基波长-模式脉冲交织器 |
| 4.1 波长-模式脉冲交织器 |
| 4.1.1 脉冲交织器的设计 |
| 4.1.2 不同参数对脉冲交织模型的影响 |
| 4.2 实验验证 |
| 4.2.1 波长脉冲交织器 |
| 4.2.2 波长-模式脉冲交织器 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 硅基波长-模式脉冲交织高速光采样 |
| 5.1 波长-模式脉冲交织光学采样架构 |
| 5.1.1 整体架构 |
| 5.1.2 核心组件的设计 |
| 5.2 实验验证 |
| 5.2.1 波分脉冲交织器 |
| 5.2.2 WDM带通滤波器组 |
| 5.2.3 多模EO调制器 |
| 5.3 总体性能评估 |
| 5.4 脉冲交织器的应用前景讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录一 符号与标记 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（6）具有连续调节功能的光程模拟装置研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 脉冲激光测距机的工作原理 |
| 1.3 国内外室内光程模拟研究现状 |
| 1.4 本课题的研究内容 |
| 第2章 现行室内光程模拟方法介绍与分析 |
| 2.1 脉冲激光测距机的主要性能参数 |
| 2.1.1 最大测程 |
| 2.1.2 测距精度 |
| 2.2 两种主要的室内光程模拟方法 |
| 2.2.1 电延迟光程模拟法 |
| 2.2.2 光纤光程模拟法 |
| 2.3 两种方法的比较 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统整体方案设计 |
| 3.1 模拟系统整体方案设计 |
| 3.2 固定光程模拟组设计 |
| 3.2.1 光纤的分类 |
| 3.2.2 光纤色散 |
| 3.2.3 光纤损耗 |
| 3.3 棱镜式可调光程延迟线方案 |
| 3.3.1 光程模拟数学模型分析 |
| 3.3.2 延迟线中棱镜方位误差分析 |
| 3.3.3 仿真实验 |
| 3.4 平面镜式可调光程延迟线方案 |
| 3.4.1 光程模拟数学模型分析 |
| 3.4.2 延迟线中平面镜方位误差分析 |
| 3.5 方案对比及机械结构设计 |
| 3.5.1 两种光程可调方案的对比 |
| 3.5.2 平面镜机械固定结构设计 |
| 3.6 其他关键器件分析 |
| 3.6.1 精密位移平台 |
| 3.6.2 光纤准直器和耦合器 |
| 3.6.3 摆镜 |
| 3.6.4 光纤连接器选型 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 系统的装调及标定实验 |
| 4.1 平面镜组的装调实验 |
| 4.2 摆镜偏转精度的标定实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 系统的误差分析 |
| 5.1 相对测距精度误差分析 |
| 5.2 绝对测距精度误差分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（7）基于开关型延迟线的硅基微波光子波束成形网络芯片研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微波光子波束成形网络的研究背景与现状 |
| 1.1.1 微波光子波束成形网络的研究背景 |
| 1.1.2 微波光子波束成形网络的研究现状 |
| 1.1.3 微波光子波束成形网络面临的问题 |
| 1.2 本文主要内容及章节安排 |
| 第二章 基于开关型延迟线微波光子波束成形网络的基本原理 |
| 2.1 波束成形网络的基本原理 |
| 2.1.1 雷达波束扫描原理 |
| 2.1.2 波束转向偏移及信号展宽现象 |
| 2.2 可重构光延迟线的工作原理及分类 |
| 2.2.1 可重构光延迟线的工作原理 |
| 2.2.2 可重构光延迟线的分类 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于开关型延迟线微波光子波束成形网络芯片的设计与实现 |
| 3.1 芯片的整体架构 |
| 3.2 单端推挽驱动载流子耗尽型调制器的工作原理与设计 |
| 3.2.1 单端推挽驱动载流子耗尽型调制器的工作原理 |
| 3.2.2 单端推挽驱动载流子耗尽型调制器的设计 |
| 3.3 锗硅光电探测器的工作原理与设计 |
| 3.3.1 锗硅光电探测器的工作原理 |
| 3.3.2 锗硅光电探测器的设计 |
| 3.4 N-bit可调延迟线 |
| 3.4.1 N-bit可调延迟线工作原理 |
| 3.4.2 波导延迟线的设计 |
| 3.4.3 光开关的设计 |
| 3.4.4 移相器的设计 |
| 3.4.5 可调光衰减器的设计 |
| 3.5 芯片的制造工艺和封装 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于开关型延迟线微波光子波束成形网络的测试与结果分析 |
| 4.1 单端推挽驱动载流子耗尽型调制器的测试 |
| 4.1.1 调制器直流测试 |
| 4.1.2 调制器小信号动态测试 |
| 4.1.3 调制器高速调制测试 |
| 4.2 锗硅光电探测器的测试 |
| 4.2.1 锗硅探测器的暗电流和响应度测试 |
| 4.2.2 锗硅探测器的高速测试 |
| 4.3 5-bit可重构光延迟线的测试 |
| 4.3.1 光开关测试 |
| 4.3.2 光开关电压的标定 |
| 4.3.3 可调光延迟线的延迟状态测试 |
| 4.3.4 波束成形网络整体性能的测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文及专利 |
（8）微波光子多波束形成关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景概述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究概况 |
| 1.2.2 国内研究概况 |
| 1.3 论文章节安排 |
| 2 微波光子雷达波束延迟网络原理分析 |
| 2.1 光控相控阵波束形成技术 |
| 2.1.1 光真时延迟线技术 |
| 2.1.2 光控相控阵波束形成原理 |
| 2.2 光纤延迟链路中的光器件 |
| 2.2.1 光开关技术 |
| 2.2.2 光波分复用技术 |
| 2.2.3 光纤光栅延迟线技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 光纤延迟线多波束网络结构设计与实现 |
| 3.1 基于光开关控制的多波束延迟网络 |
| 3.2 基于光波分复用器控制的多波束延迟网络 |
| 3.3 基于光开关和光波分复用器复合控制的多波束延迟网络 |
| 3.3.1 基于光开关和光波分复用器延迟网络制作的关键技术 |
| 3.3.2 基于光开关和光波分复用器延迟网络光器件的原理及选择依据 |
| 3.3.3 基于光开关和光波分复用器延迟网络应用仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 调频光纤光栅多波束网络优化与实现 |
| 4.1 线性调频光纤光栅光学特性分析 |
| 4.2 线性调频光纤光栅延迟网络结构设计 |
| 4.3 线性调频光纤光栅延迟网络建模仿真 |
| 4.3.1 线性调频光纤光栅传输特性建模仿真 |
| 4.3.2 线性调频光纤光栅传输特性优化仿真 |
| 4.3.3 线性调频光纤光栅延迟网络建模仿真 |
| 4.4 线性调频光纤光栅延迟网络建模仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 微波光子相控阵T/R组件模块 |
| 5.1 光控相控阵T/R组件介绍 |
| 5.2 X波段T/R组件设计与试验 |
| 5.2.1 X波段T/R系统结构与技术指标 |
| 5.2.2 X波段T/R系统电路结构 |
| 5.2.3 X波段T/R系统调试与测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）基于微波光子技术的超宽带多波束网络研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTARCT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 微波光子学发展概况 |
| 1.3 光波束形成网络研究现状 |
| 1.3.1 光波束网络形成分类 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.3.3 国内研究现状 |
| 1.4 论文主要研究工作和创新点 |
| 1.5 论文的组织结构 |
| 第二章 超宽带光学多波束形成网络基本理论 |
| 2.1 波束形成的基本原理 |
| 2.1.1 基于相位延迟的波束形成 |
| 2.1.2 基于相位/时间混合延迟的波束形成 |
| 2.1.3 基于时间延迟的波束形成 |
| 2.2 超宽带光学多波束形成网络传输特性分析 |
| 2.2.1 宽带信号时频传输特性仿真 |
| 2.2.2 宽带信号波束形成原理与仿真 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 超宽带光学多波束形成网络系统设计 |
| 3.1 超宽带光学多波束形成网络系统构架设计 |
| 3.1.1 超宽带光学多波束形成网络系统总体架构 |
| 3.1.2 系统指标要求 |
| 3.2 波束形成网络设计 |
| 3.2.1 光延时网络设计 |
| 3.2.2 宽带光延时单元设计 |
| 3.2.3 光链路设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 宽带多波束形成网络多径干扰的研究 |
| 4.1 多径干扰对光链路影响的理论分析 |
| 4.2 多径干扰对光链路影响的数值仿真分析 |
| 4.2.1 多径干扰对波形畸变的影响 |
| 4.2.2 多径干扰对功率起伏的影响 |
| 4.3 多径干扰对链路影响的实验研究 |
| 4.4 激光相干长度对多径干扰的影响研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 超宽带光学多波束形成网络的系统实现和优化分析 |
| 5.1 超宽带光学多波束形成网络系统基本组成模块研制 |
| 5.1.1 天线模块系统研制 |
| 5.1.2 控制模块系统实现 |
| 5.1.3 超宽带光学多波束形成网络模块 |
| 5.2 超宽带光学多波束形成网络系统指标测试 |
| 5.3 超宽带光学多波束形成网络链路优化设计研究 |
| 5.3.1 基于相位调制的超宽带光学多波束形成网络 |
| 5.3.2 基于相位调制的超宽带光学多波束形成网络系统仿真 |
| 5.3.3 基于相位调制的超宽带光学多波束形成网络动态范围的研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（10）光控相控阵天线系统中微波光子信号处理关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 相控阵天线技术及其发展趋势 |
| 1.1.1 相控阵天线原理及应用 |
| 1.1.2 微波光子学技术在相控阵天线中的实现 |
| 1.2 光控相控阵天线关键技术研究现状 |
| 1.2.1 微波信号光产生和滤波 |
| 1.2.2 光控相控阵天线中的移相器 |
| 1.2.3 稳相传输方法 |
| 1.3 本文研究工作意义与主要内容 |
| 1.3.1 论文研究工作意义 |
| 1.3.2 论文研究内容与安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 微波信号的光产生与滤波 |
| 2.1 光电振荡器原理 |
| 2.1.1 光电振荡器起振条件 |
| 2.1.2 光电振荡器的频率和振幅 |
| 2.2 基于光纤光栅的高速扫频微波信号产生 |
| 2.2.1 结构分析 |
| 2.2.2 实验原理 |
| 2.2.3 实验结果及分析 |
| 2.3 基于SOA非线性效应的双环路振荡扫频微波信号产生 |
| 2.3.1 实现方案 |
| 2.3.2 SOA的非线性偏振旋转特性分析 |
| 2.3.3 系统原理及推导 |
| 2.3.4 实验结果及分析 |
| 2.4 基于SOA的可调谐微波光子滤波器 |
| 2.4.1 实验结构与原理 |
| 2.4.2 实验结果及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 光控相控阵天线中的光移相技术 |
| 3.1 基于啁啾光纤光栅的移相器 |
| 3.1.1 啁啾光纤光栅延时/移相原理 |
| 3.1.2 啁啾光纤光栅制作 |
| 3.1.3 啁啾光纤光栅微波移相的实现 |
| 3.2 基于保偏光纤光栅的微波移相器 |
| 3.2.1 结构分析 |
| 3.2.2 理论推导 |
| 3.2.3 实验结果及分析 |
| 3.3 基于半导体光放大器微波移相实现 |
| 3.3.1 基于半导体光放大器微波移相系统结构图 |
| 3.3.2 基于半导体光放大器微波移相系统原理 |
| 3.3.3 实验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 光控相控阵天线系统相位稳定性的研究 |
| 4.1 影响光控相控阵天线系统相位稳定性的因素 |
| 4.2 基于迈克尔逊干涉法的光控相控阵天线系统相位稳定办法 |
| 4.2.1 实现方法 |
| 4.2.2 实验结构分析 |
| 4.3 实验分析 |
| 4.3.1 实验实现 |
| 4.3.2 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 光控相控阵天线系统研制 |
| 5.1 光控相控阵天线系统样机结构 |
| 5.2 光控相控阵天线系统中主要器件及实现 |
| 5.2.1 X波段微波信号源 |
| 5.2.2 光调制链路分析 |
| 5.2.3 光移相可调实现 |
| 5.2.4 光稳相实现 |
| 5.3 系统样机及结果分析 |
| 5.3.1 样机组成结构及实物 |
| 5.3.2 样机测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间完成的科研成果 |
| 发表的论文 |
| 已投论文 |
| 发明专利 |
| 表格索引 |
| 图形索引 |
四、Optical True Time Delay for Phased Array Antennas Composed of 2×2 Optical MEMS Switches and Fiber Delay Lines（论文参考文献）
- [1]集成光波导延迟线关键技术研究[D]. 郭一鸣. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]光学相控阵（OPA）光相位控制性能测试系统的研制[D]. 唐辉. 吉林大学, 2021(01)
- [3]基于微波光子多路径合成的高速信号传输系统研究[D]. 李诗雯. 浙江大学, 2021(01)
- [4]基于集成光子学的二维相控阵的幅相优化研究[D]. 臧佳丽. 浙江大学, 2021(02)
- [5]基于硅基光学延迟线的波长-模式脉冲交织器研究[D]. 王心怡. 上海交通大学, 2020(01)
- [6]具有连续调节功能的光程模拟装置研究[D]. 母兴俊. 长春理工大学, 2020(01)
- [7]基于开关型延迟线的硅基微波光子波束成形网络芯片研究[D]. 朱晨. 上海交通大学, 2020(01)
- [8]微波光子多波束形成关键技术研究[D]. 郭红霞. 南京理工大学, 2019(06)
- [9]基于微波光子技术的超宽带多波束网络研究[D]. 周宇. 北京邮电大学, 2017(02)
- [10]光控相控阵天线系统中微波光子信号处理关键技术研究[D]. 孙明明. 东南大学, 2017(05)