微波光子信號(hào)處理的關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)述

1、<p>　　微波光子信號(hào)處理的關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)述</p><p>　　[摘 要]微波光子學(xué)作為一門新興的學(xué)科，其研究范圍包括微波光子信號(hào)產(chǎn)生、微波光子信號(hào)處理、微波光子傳輸以及光控微波器件等方面，并且隨著其技術(shù)水平和管理的不斷提升，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到人們的生產(chǎn)生活、軍事、醫(yī)療、通信等領(lǐng)域，其應(yīng)用價(jià)值正在逐步提升。鑒于微波光子學(xué)的良好發(fā)展前景，本文就微波光子學(xué)的發(fā)展歷史、研究方向等方面，簡(jiǎn)要分析微波光子信號(hào)處理的一

2、些技術(shù)，并從多個(gè)方面展開討論和比較。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]微波光子學(xué)；信號(hào)處理；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用；討論 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TM3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）17-0322-01 </p><p>　　微波光子的概念第一次被提出是在1993年，在之后的20年里，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，我國(guó)微波光子技術(shù)伴隨

3、著光學(xué)、半導(dǎo)體學(xué)以及微波技術(shù)的發(fā)展也有了很大的提升，而且發(fā)展到目前為止，我國(guó)已經(jīng)基本掌握了微波光子技術(shù)，并將其廣泛應(yīng)用到信號(hào)處理、微波通信、國(guó)防軍事以及航天醫(yī)療等領(lǐng)域，并逐步在人們的生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著巨大的作用。下面就簡(jiǎn)要分析一下微波光子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及研究目的，并就微波光子信號(hào)處理的關(guān)鍵技術(shù)做具體分析。 </p><p>　　1 微波光子信號(hào)處理的研究背景 </p><p>　　微波光

4、子主要是研究處于微波頻率段內(nèi)的某些光信號(hào)與電信號(hào)之間相互作用、相互影響，而產(chǎn)生的一系列有關(guān)設(shè)備以及應(yīng)用的問題。與發(fā)展初期相比，微波光子技術(shù)的應(yīng)用范圍變得更加廣泛，其研究范圍和領(lǐng)域也隨之得到了拓展，就目前的發(fā)展現(xiàn)狀而言，微波光子技術(shù)的研究范圍主要涉及微波信號(hào)、光電子元器件、光纖傳輸?shù)确矫娴囊幌盗袉栴}，并且應(yīng)用價(jià)值正在逐步提升。 </p><p>　　微波光子技術(shù)的本質(zhì)實(shí)際上就是對(duì)微波光子信號(hào)進(jìn)行一定的處理和傳輸，以

5、微波光子技術(shù)的經(jīng)典系統(tǒng)為例，微波信號(hào)首先需要經(jīng)過電光轉(zhuǎn)換調(diào)制器，將其加載在廣域，其目的在于將微波電信號(hào)轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的光信號(hào)，然后將其通過光纖傳輸線路傳輸?shù)较鄳?yīng)的接收端，并在接收端經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換調(diào)制器轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的微波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微波光子信號(hào)的傳輸和處理工作。依靠強(qiáng)大的微波光子技術(shù)，我們已初步建成了不同規(guī)模的微波光子系統(tǒng)，其具有能耗低、重量輕、體積小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且相關(guān)技術(shù)也在不斷革新和進(jìn)步中。 </p&

6、gt;<p>　　1.1 微波光子信號(hào)處理技術(shù)簡(jiǎn)述 </p><p>　　近些年來，隨著我國(guó)微波光子技術(shù)的不斷提升，微波光子信號(hào)處理工作已經(jīng)成為微波光子技術(shù)研究?jī)?nèi)容中的重要組成部分，并且逐步發(fā)展成為現(xiàn)代微波光子技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)過程中的熱點(diǎn)研究問題。 </p><p>　　微波光子處理技術(shù)主要是利用現(xiàn)代微波光子學(xué)的相關(guān)技術(shù)完成對(duì)微波信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸、處理等工作，其本質(zhì)不同于傳統(tǒng)的

7、信號(hào)處理技術(shù)，而且與傳統(tǒng)的信號(hào)處理相比有了很大的提升和創(chuàng)新。就目前微波光子學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，其主要應(yīng)用在三個(gè)方面：微波光子濾波器、高頻信號(hào)產(chǎn)生、微波測(cè)量技術(shù)。下面就對(duì)這三個(gè)方面做簡(jiǎn)要分析： </p><p>　　1.1.1 微波光子濾波器 </p><p>　　微波光子濾波器其本質(zhì)是一種新型的微波光子系統(tǒng)，其濾波技術(shù)主要是利用某些光學(xué)元器件的特殊性質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作的，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目的頻段

8、的微波進(jìn)行選擇和過濾，以得到目標(biāo)微波。這種濾波器的技術(shù)主要是依靠光學(xué)元器件的濾波特性，其優(yōu)勢(shì)在于穩(wěn)定性較高、能耗較低、抗干擾能力較強(qiáng)，并且這種濾波器能夠在較短的時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生高速的抽樣頻率，這是其他濾波器所不能實(shí)現(xiàn)的。 </p><p>　　1.1.2 高頻信號(hào)的產(chǎn)生 </p><p>　　近些年來，隨著人們生產(chǎn)生活水平的不斷提升，現(xiàn)代通信技術(shù)對(duì)于帶寬的要求越來越高，當(dāng)前的帶寬水平已經(jīng)不能滿

9、足日益提升的需求，因此如何能夠在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高頻微波信號(hào)成為了當(dāng)前需要面臨的重要問題之一。傳統(tǒng)的高頻信號(hào)發(fā)生器的產(chǎn)生方式較為單一，而且其結(jié)構(gòu)往往體積較大，生產(chǎn)成本較高，而且產(chǎn)生高頻信號(hào)的過程較為復(fù)雜，因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都在積極開發(fā)微波光子技術(shù)來進(jìn)行高頻信號(hào)的產(chǎn)生和輸出，并且在原有的基礎(chǔ)上開發(fā)出了多種產(chǎn)生高頻信號(hào)的方法，在實(shí)際的生產(chǎn)生活中根據(jù)不同的生產(chǎn)需要進(jìn)行適度的調(diào)整。 </p><p>　　1.1.3 微波測(cè)量技

10、術(shù) </p><p>　　微波測(cè)量技術(shù)是指在微波光子技術(shù)對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行一定的處理后，測(cè)量其與原微波信號(hào)之間的特定參數(shù)，比如，頻率、相位、振幅等參數(shù)，通過對(duì)微波光子信號(hào)參數(shù)的測(cè)量和研究，更加便于研究人員對(duì)相關(guān)的微波信號(hào)進(jìn)行研究和處理。此外，這種測(cè)量技術(shù)能夠?yàn)榻⒁恍y(cè)量或測(cè)試儀器提供理論支持，能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)高頻率、低功耗、速度快的掃描奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 </p><p>　　1.2 微波信號(hào)的接受

11、和處理方式 </p><p>　　近些年來，隨著國(guó)際社會(huì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷提升，國(guó)際社會(huì)已經(jīng)逐步向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，而且大國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)也逐步轉(zhuǎn)化成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之間的競(jìng)爭(zhēng)。縱觀現(xiàn)代社會(huì)，無線通信技術(shù)已經(jīng)遍布社會(huì)的各個(gè)角落，無線通信技術(shù)的穩(wěn)定性以及可靠性為廣大用戶提供了一個(gè)全方面的交流平臺(tái)，是發(fā)送方和接收方之間能夠快速實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)送、接收、傳輸與處理。 </p><p>　　傳統(tǒng)的微波

12、信號(hào)的接收往往采用線性理論接收的方法，而在這其中又分為時(shí)域和頻域兩個(gè)方面。這兩種方式都具有各自的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，應(yīng)該根據(jù)具體的應(yīng)用需要，并結(jié)合接收方所在的環(huán)境對(duì)接收方式進(jìn)行適度的調(diào)整和確認(rèn)，保證微波信號(hào)的處理工作能夠進(jìn)行得更加高效。 </p><p>　　2 微波光子信號(hào)處理技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 </p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)外利用微波光子處理技術(shù)來開發(fā)微波光子技術(shù)的現(xiàn)象

13、比較普遍，下面就目前微波光子信號(hào)處理技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀作簡(jiǎn)要分析。 </p><p>　　2.1 微波信號(hào)的頻率提取 </p><p>　　頻率作為微波信號(hào)研究過程中的重要參數(shù)，相關(guān)研究人員在進(jìn)行研究的過程中應(yīng)該給予高度的重視。隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于各類雷達(dá)頻帶的寬度要求越來越高，這就給分析和識(shí)別工作加大了一定的難度，因此將接收到的微波信號(hào)引入到現(xiàn)代微波光子系統(tǒng)進(jìn)行處理是相

14、當(dāng)有必要的。目前，能夠準(zhǔn)確測(cè)量微波光子信號(hào)頻率的方式主要是依靠微波光子技術(shù)，大致可以分為兩種方式：一種是將接收到的微波光子信號(hào)經(jīng)過電光轉(zhuǎn)換調(diào)制器處理，并將處理后的光信號(hào)處理單元進(jìn)行處理，得到一個(gè)只與被測(cè)頻率相關(guān)的函數(shù)方程，然后建立一定的邊界條件和約定范圍，求解出被測(cè)微波光子信號(hào)的頻率值；另一種是利用新興的頻率空間壓縮調(diào)制法，對(duì)高頻微波光子信號(hào)進(jìn)行取樣調(diào)查，并對(duì)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的比較和分析，最終得出微波光子信號(hào)的頻率值。 </p&g

15、t;<p>　　2.2 微波光子信號(hào)的時(shí)鐘恢復(fù) </p><p>　　微波光子信號(hào)處理過程中，能夠從傳輸過程中的數(shù)字信號(hào)中提取出微波光子信號(hào)的時(shí)鐘是現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)的關(guān)鍵所在，也是現(xiàn)代微波光子技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)代數(shù)字信號(hào)一般會(huì)分為歸零信號(hào)和非歸零信號(hào)兩種，對(duì)于歸零信號(hào)，因?yàn)槠浒^為明顯的時(shí)鐘信號(hào)分量，因此其時(shí)鐘的提取和恢復(fù)是相對(duì)比較容易的；對(duì)于非歸零信號(hào)，其幾乎不含有任何的時(shí)鐘分量，但是其具有

16、較高的帶寬有效性，正因?yàn)槠渚哂羞@樣的特性，其被廣泛應(yīng)用到微波光子系統(tǒng)中，用于微波信號(hào)的處理。就目前微波光子信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，對(duì)于微波信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)或參數(shù)的提取工作已經(jīng)具有了多種方法，在實(shí)際的提取工作中，相關(guān)研究人員應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇和處理，在保證工作質(zhì)量的同時(shí)，注重對(duì)工作效率的提升。 </p><p><b>　　3 總結(jié) </b></p><p>

17、;　　近些年來，我國(guó)微波光子技術(shù)有了迅猛的提升，在微波信號(hào)處理方面發(fā)揮著巨大的優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)于各種微波光子信號(hào)的處理技術(shù)也更加豐富和成熟，使得微波光子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用價(jià)值都有了較大的提升，獲得了較好的發(fā)展前景?，F(xiàn)代微波光子技術(shù)處于不斷發(fā)展、不斷進(jìn)步的過程中，其在不久的將來將應(yīng)用到人類生產(chǎn)生活的眾多領(lǐng)域，將會(huì)被人類不斷的開發(fā)與應(yīng)用。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b>&

18、lt;/p><p>　　[1] 潘時(shí)龍，張亞梅.偏振調(diào)制微波光子信號(hào)處理[J].數(shù)據(jù)采集與處理，2014，29（6）：874-884. </p><p>　　[2] 王超.基于光纖布拉格光柵的微波光子信號(hào)處理[J].數(shù)據(jù)采集與處理，2014，29（6）：859-873. </p><p>　　[3] 鄒喜華，盧冰.基于光子技術(shù)的微波頻率測(cè)量研究進(jìn)展[J].數(shù)據(jù)采集與處理