一种超宽带大跨度高精细微波光子变频方法研究

作     者：赵小龙 周华 李晋 郑吉林 蒲涛 张鑫 周函 赵家奇 孟宪帅 刘淑雅 

作者机构：陆军工程大学通信工程学院 国防科技大学信息通信学院 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2025年第10期

页      面：207-216页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(62201615 62071487 62301569) 

主　　题：微波光子 微波变频 双光频梳 信道化滤波 光开关 

摘      要：传统电子变频技术存在频率和带宽受限、调谐难、多频段变频系统复杂、电磁干扰强等问题，难以满足当前大带宽多频段变频需求。基于此，本研究提出了一种结合电域精细灵活调谐和光域大跨度宽调谐的多通道并行联合优化方法，该方法能够大幅降低系统的体积和复杂度，在无线通信、雷达系统、相控阵天线和电子战等诸多领域具备一定的应用潜力。首先，将双光频梳与信道化相结合，以提供多频变频本振源，同时通过高速光开关对变频本振通道的选择进行灵活切换和精准控制；随后，分别对信号光载波、本振光频梳进行载波抑制单边带调制，实现信号调制以及梳齿精细频移，从而实现超宽带信号的大跨度、高精细变频。使用OptiSystem 15.0软件进行仿真实验，实现了超宽带射频信号（3～5 GHz）的大跨度高精细变频，变频范围为10～70 GHz，覆盖C、Ku、K波段，甚至可达极高频（EHF）波段。所提方法可将512 MSym/s QPSK信号、300 MSym/s 8PSK信号和200 MSym/s 16QAM信号变频至70 GHz，相对误差矢量大小分别为6.970%、7.509%和9.619%。该方法灵活简单，并且复杂度低，能够应用于卫星转发器、射频通信网络和电子侦察等诸多领域。