微波光子信號處理的關(guān)鍵技術(shù)簡述

1、<p>　　微波光子信號處理的關(guān)鍵技術(shù)簡述</p><p>　　[摘 要]微波光子學作為一門新興的學科，其研究范圍包括微波光子信號產(chǎn)生、微波光子信號處理、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)用價值正在逐步提升。鑒于微波光子學的良好發(fā)展前景，本文就微波光子學的發(fā)展歷史、研究方向等方面，簡要分析微波光子信號處理的一

2、些技術(shù)，并從多個方面展開討論和比較。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]微波光子學；信號處理；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用；討論 </p><p>　　中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：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，隨著我國科學技術(shù)水平的不斷提升，我國微波光子技術(shù)伴隨

3、著光學、半導體學以及微波技術(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)用到信號處理、微波通信、國防軍事以及航天醫(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，并就微波光子信號處理的關(guān)鍵技術(shù)做具體分析。 </p><p>　　1 微波光子信號處理的研究背景 </p><p>　　微波光

4、子主要是研究處于微波頻率段內(nèi)的某些光信號與電信號之間相互作用、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、光電子元器件、光纖傳輸?shù)确矫娴囊幌盗袉栴}，并且應(yīng)用價值正在逐步提升。 </p><p>　　微波光子技術(shù)的本質(zhì)實際上就是對微波光子信號進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轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的光信號，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，實現(xiàn)了對微波光子信號的傳輸和處理工作。依靠強大的微波光子技術(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，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且相關(guān)技術(shù)也在不斷革新和進步中。 </p&

6、gt;<p>　　1.1 微波光子信號處理技術(shù)簡述 </p><p>　　近些年來，隨著我國微波光子技術(shù)的不斷提升，微波光子信號處理工作已經(jīng)成為微波光子技術(shù)研究內(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)代微波光子學的相關(guān)技術(shù)完成對微波信號的產(chǎn)生、傳輸、處理等工作，其本質(zhì)不同于傳統(tǒng)的

7、信號處理技術(shù)，而且與傳統(tǒng)的信號處理相比有了很大的提升和創(chuàng)新。就目前微波光子學技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，其主要應(yīng)用在三個方面：微波光子濾波器、高頻信號產(chǎn)生、微波測量技術(shù)。下面就對這三個方面做簡要分析： </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元器件的特殊性質(zhì)進行設(shè)計和制作的，可以實現(xiàn)對目的頻段

8、的微波進行選擇和過濾，以得到目標微波。這種濾波器的技術(shù)主要是依靠光學元器件的濾波特性，其優(yōu)勢在于穩(wěn)定性較高、能耗較低、抗干擾能力較強，并且這種濾波器能夠在較短的時間段內(nèi)產(chǎn)生高速的抽樣頻率，這是其他濾波器所不能實現(xiàn)的。 </p><p>　　1.1.2 高頻信號的產(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)對于帶寬的要求越來越高，當前的帶寬水平已經(jīng)不能滿

9、足日益提升的需求，因此如何能夠在短時間內(nèi)產(chǎn)生高頻微波信號成為了當前需要面臨的重要問題之一。傳統(tǒng)的高頻信號發(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)生高頻信號的過程較為復雜，因此，國內(nèi)外學者都在積極開發(fā)微波光子技術(shù)來進行高頻信號的產(chǎn)生和輸出，并且在原有的基礎(chǔ)上開發(fā)出了多種產(chǎn)生高頻信號的方法，在實際的生產(chǎn)生活中根據(jù)不同的生產(chǎn)需要進行適度的調(diào)整。 </p><p>　　1.1.3 微波測量技

10、術(shù) </p><p>　　微波測量技術(shù)是指在微波光子技術(shù)對微波信號進行一定的處理后，測量其與原微波信號之間的特定參數(shù)，比如，頻率、相位、振幅等參數(shù)，通過對微波光子信號參數(shù)的測量和研究，更加便于研究人員對相關(guān)的微波信號進行研究和處理。此外，這種測量技術(shù)能夠為建立一些測量或測試儀器提供理論支持，能夠為實現(xiàn)高頻率、低功耗、速度快的掃描奠定堅實的基礎(chǔ)。 </p><p>　　1.2 微波信號的接受

11、和處理方式 </p><p>　　近些年來，隨著國際社會現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷提升，國際社會已經(jīng)逐步向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，而且大國之間的競爭也逐步轉(zhuǎn)化成為現(xiàn)代科學技術(shù)之間的競爭?？v觀現(xiàn)代社會，無線通信技術(shù)已經(jīng)遍布社會的各個角落，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全方面的交流平臺，是發(fā)送方和接收方之間能夠快速實現(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域和頻域兩個方面。這兩種方式都具有各自的優(yōu)勢和缺點，在實際的應(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)境對接收方式進行適度的調(diào)整和確認，保證微波信號的處理工作能夠進行得更加高效。 </p><p>　　2 微波光子信號處理技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 </p><p>　　目前，國內(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處理技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀作簡要分析。 </p><p>　　2.1 微波信號的頻率提取 </p><p>　　頻率作為微波信號研究過程中的重要參數(shù)，相關(guān)研究人員在進行研究的過程中應(yīng)該給予高度的重視。隨著現(xiàn)代社會的不斷進步，現(xiàn)代社會對于各類雷達頻帶的寬度要求越來越高，這就給分析和識別工作加大了一定的難度，因此將接收到的微波信號引入到現(xiàn)代微波光子系統(tǒng)進行處理是相

14、當有必要的。目前，能夠準確測量微波光子信號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經(jīng)過電光轉(zhuǎn)換調(diào)制器處理，并將處理后的光信號處理單元進行處理，得到一個只與被測頻率相關(guān)的函數(shù)方程，然后建立一定的邊界條件和約定范圍，求解出被測微波光子信號的頻率值；另一種是利用新興的頻率空間壓縮調(diào)制法，對高頻微波光子信號進行取樣調(diào)查，并對各組數(shù)據(jù)進行一定的比較和分析，最終得出微波光子信號的頻率值。 </p&g

15、t;<p>　　2.2 微波光子信號的時鐘恢復 </p><p>　　微波光子信號處理過程中，能夠從傳輸過程中的數(shù)字信號中提取出微波光子信號的時鐘是現(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)字信號一般會分為歸零信號和非歸零信號兩種，對于歸零信號，因為其包含較為明顯的時鐘信號分量，因此其時鐘的提取和恢復是相對比較容易的；對于非歸零信號，其幾乎不含有任何的時鐘分量，但是其具有

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

17、;　　近些年來，我國微波光子技術(shù)有了迅猛的提升，在微波信號處理方面發(fā)揮著巨大的優(yōu)勢，在此基礎(chǔ)上，對于各種微波光子信號的處理技術(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)用價值都有了較大的提升，獲得了較好的發(fā)展前景。現(xiàn)代微波光子技術(shù)處于不斷發(fā)展、不斷進步的過程中，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，將會被人類不斷的開發(fā)與應(yīng)用。 </p><p><b>　　參考文獻 </b>&

18、lt;/p><p>　　[1] 潘時龍，張亞梅.偏振調(diào)制微波光子信號處理[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)的微波頻率測量研究進展[J].數(shù)據(jù)采集與處理