光子学射频频谱分析技术理论与实验研究

研究用于微波信号实时频谱分析的光子学压缩接收技术和瞬时测频技术，可应用于电子对抗雷达侦察与射电天文学等领域。由于电子学压缩接收机的核心部件声表面波色散延迟线的高插入损耗和低工作频率限制了其性能提升，本项目提出全新的光子压缩接收机概念，根据光时域脉冲整形原理用全光系统实现啁啾变换功能，系统中应用脉冲光源和光色散介质。由于光色散介质具有大工作带宽和低损耗的特点，与传统电子学压缩接收机相比，光子压缩接收机能大大改善频率测量范围等关键技术指标。由于光相位调制器具有无需偏置、稳定性好的特点，创新性提出基于相位调制的光子学瞬时测频技术，能对微波信号进行快速的频率测量。申请者在与本项目相关的基于光子学微波信号频率测量和光时域脉冲整形技术等领域有着较好的研究基础。项目组将在光子压缩接收和瞬时频率测量方面的理论建模、数值模拟和系统实验等方面展开深入研究，期望能为推动相关领域的技术进步做出实际贡献。

本项目在光子学瞬时测频、用于射频频谱分析的光子压缩感知技术和用于光子雷达的微波光子信号处理技术这三个紧密相关的方面开展研究。在光子学瞬时测频方面，我们分别设计了多频谱微波信号的瞬时测频、具有数字化输出的瞬时测频和光子学信道化接收机技术方案。在光子学压缩感知方面，我们创新性提出结合光子学时间拉伸技术和压缩感知技术，可有效降低对采样率的要求，可用于获取大带宽信号。在光子雷达微波光子信号处理方面，我们提出了基于相移光栅的光电振荡器方案和用于产生大时间带宽积的啁啾射频信号光子学方案。上述工作都得到了实验结果的支持，成果发表于一系列国际一流期刊。本项目的工作在电子战领域有着潜在的应用价值，并拓宽了微波光子学在雷达信号产生和处理方面的应用。