宽带射频自干扰光子学消除方法及关键光子集成器件基础研究

基本信息
批准号:61875028
项目类别:面上项目
资助金额:16.00
负责人:韩秀友
学科分类:
依托单位:大连理工大学
批准年份:2018
结题年份:2019
起止时间:2019-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:武震林,邵宇辰,梁宇鑫,申芳芳,杨思成,苏鑫鑫,王瀚峤,王硕
关键词:
光波导器件射频自干扰微波光子学
结项摘要

Co-frequency and co-time full duplex (CCFD) has potential applications in the field of the new generation of broad band wireless communication and new type satellite communication, etc. The RF self-interference is the all-important issue to be overcome for the application of CCFD. However, the conventional RF self-interference cancellation technique based on electrical method has the limitation of narrow bandwidth and low precision for delay time and amplitude tuning, and cannot fulfil the requirement of high frequency band, broad bandwidth and high quality. .In the project, we propose a novel photonic method for broad band RF self-interference cancellation based on electro-optic phase modulation and continuous tuning of delay time and amplitude in complete optical domain. It will overcome the bandwidth limited electronic bottleneck of electrical method and achieve the efficient cancellation of RF self-interference at high frequency band and wide bandwidth. The key scientific problems, including the electro-optic modulators with large bandwidth and matching frequency response, continuous tuning of delay time and amplitude, optical sideband filter with steep edge, error signal extraction and adaptive feedback control, will be investigated. The design and fabrication of the key photonic integrated devices in the chip of broad band RF self-interference cancellation will be carried out. The research results will provide the solid theoretical foundation and pivotal technical support for overcoming the difficulty of broad band RF self-interference in the application of CCFD.

同时同频全双工技术在新一代宽带无线通信、新型卫星通信等领域具有极大的应用潜力,射频自干扰是该技术应用亟需解决的首要问题。然而,传统基于电学方法的射频自干扰消除技术存在带宽窄、延时与幅度调节精度低等限制,难以满足高频段、大带宽、高品质场合下的应用要求。.本项目提出并研究一种全新的基于电光相位调制、全光域延时与幅度连续调控的宽带射频自干扰光子学消除方法,将突破电学方法的带宽受限电子瓶颈,实现宽频段、大带宽条件下干扰信号的有效消除。项目重点研究大带宽、频响匹配的电光调制器,连续可调光域延时与幅度调控,高陡峭度光学边带滤波,误差信号提取与自适应反馈控制等关键科学问题,开展宽带射频自干扰光子学消除集成芯片中关键光子集成器件的设计与制备研究,为同时同频全双工技术应用亟需解决的宽带射频自干扰问题提供坚实的理论基础和核心技术支撑。

项目摘要

1. 项目背景. 同时同频全双工技术在新一代无线通信(Beyond 5G、6G)、新型卫星通信等领域具有极大的应用潜力,射频自干扰是该技术应用亟需解决的首要问题。传统电学射频自干扰消除方法存在带宽窄、延时与幅度调节精度低等限制,难以满足高频段、大带宽、高品质场合下的应用要求。微波光子射频自干扰消除方法具有工作频段范围宽、带宽大、调控精度高等优势,为解决传统电学方法的带宽受限电子瓶颈问题提供了有效的途径。.2. 创新之处. 本项目提出了一种全新的基于电光相位调制、全光域延时与幅度连续调控的宽带射频自干扰光子学消除方法,既突破了传统电学方法的带宽受限电子瓶颈,又克服了已有微波光子方法的需要直流偏置控制、多路干扰消除结构复杂等限制。微波光子集成射频自干扰消除功能芯片的基础科学问题研究和实验验证为宽带射频自干扰光子学消除技术的应用提供了重要的基础理论与核心技术支撑。.3. 取得成果. 本项目突破了大带宽、频响匹配的电光调制,连续可调光域延时与幅度调控,高陡峭度光学边带滤波,误差信号提取与自适应反馈控制等关键科学问题,开展宽带射频自干扰光子学消除集成芯片的设计与制备研究。取得的成果如下:.(1)提出了电光相位调制、全光域延时与幅度连续调控的宽带射频自干扰光子学消除新方法,建立了光子集成射频自干扰消除系统模型,完成了光子集成射频自干扰功能芯片优化设计,研制出芯片原型器件。.(2)提出了多通道射频自干扰消除方案,实验获得了6GHz和10GHz,带宽100MHz下30dB和25dB的干扰抑制度,实现了16QAM调制信号50Msps全双工通信,验证了方案的可行性和有效性。.(3)研制了微波光子有源对消功能原理样机,实现了S频段抑制度优于40dB的自适应射频干扰消除能力。.(4)提出了基于光电振荡机制高增益射频信号探测新方法,实验上实现了S、C、X和Ku频段低功率微波信号探测,灵敏度相对于传统方案提高了10dB。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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