Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения


Контакты

Подписка

Карта сайта





Журнал с 19.02.2010 входит в новый «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора и кандидата наук»
Аннотации (06.2017) : ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ НА ОСНОВЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ МИКРОВОЛНОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С ПЕРЕМЕННОЙ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ НА ОСНОВЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ МИКРОВОЛНОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С ПЕРЕМЕННОЙ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

BEAMFORMING SYSTEM BASED ON PARALLELED VARIABLE CHIRPED MICROWAVE SIGNAL GENERATORS

© 2017    Dalei Chen*,**; Peng Xiang**; Rong Wang**; Tao Pu**; Jiyong Zhao**; Yipeng Zhang***

*     Armoured Force Institute of PLA, Bengbu, 233000, China

**   College of Communications Engineering, PLA University of Science and Technology, Nanjing, 210007, China

*** Operation experiment laboratory, Nanjing Artillery Academy, Nanjing, 211132, China

E-mail: sunshinetim@126.com

Submitted 08.02.2017

Optically controlled beamforming technology has attracted a lot of research interests for its unique advantages and application in Phase Arrayed Antennas (PAAs). In this paper, a novel scheme of optically controlled beamforming system based on an array of chirped microwave signal generators is proposed. In the proposed system, an array of photonic microwave delay line filters (PMDLFs) with quadratic phase response is configured, and chirped microwave signals, which are then applied to the antennas, are generated by processing a chirped-free Gaussian pulse by to those filters, and the relative delay among those chirped microwave signals can be controlled by tuning the optical carries’ wavelength in each path. Therefore, the system can realize optically controlled beamforming by successfully combining photonic generation of chirped microwave signal with optical true time delay (OTTD). As the PMDLFs frequency response can be flexibly varied, the generated microwave signal waveforms can be adjustable to suit the need of different applications. A theoretical analysis of the proposed beamforming system is carried out and its feasibility is verified by numerical simulations.

Keywords: microwave photonics, beamforming, optical true time delay, microwave photonic filter, chirped microwave waveform generator, phased array antennas.

OCIS codes: 060.5625; 060.2360; 350.4010

 

© 2017 г.       Dalei Chen; Peng Xiang; Rong Wang; Tao Pu; Jiyong Zhao; Yipeng Zhang

Оптоэлектронные технологии управления диаграммой направленности антенн привлекают в последнее время значительный исследовательский интерес вследствие их уникальных преимуществ применительно к созданию фазированных антенных решёток. Предложена новая схема оптически управляемой системы формирования диаграммы направленности, основанная на использовании массива микроволновых генераторов чирпированных импульсов. Предлагается сформировать массив оптических линий задержки, образующих для микроволновой огибающей сигнала фильтр с квадратичным фазовым откликом. Чирпированный микроволновый сигнал, направляемый далее на элементы фазированной антенной решётки, генерируется путём обработки набора свободных от чирпа оптических импульсов с гауссовским временным профилем, причём относительная временная задержка и величина линейной частотной модуляции микроволновых импульсов управляется путем изменения несущей частоты оптических сигналов, проходящих через каждый из оптических каналов массива линий задержки. Таким образом, в системе реализуется оптическое управление диаграммой направленности путём комбинирования оптоэлектронной генерации микроволновых чирпированных сигналов с оптическими линиями задержки реального времени. Поскольку частотным откликом массива оптических линий задержки можно гибко управлять, генерируемый частотный профиль микроволнового сигнала можно приспособить к требованиям различных применений.

Выполнен теоретический анализ предложенной системы управления диаграммой направленности, реализуемость системы подтверждена результатами численного моделирования.

Ключевые слова: микроволновая фотоника, управление диаграммой направленности антенны, оптическая линия задержки реального времени, микроволновый фотонный фильтр, генерация чирпированных микроволновых импульсов, фазированные антенные решётки.

Коды OCIS: 060.5625; 060.2360; 350.4010.

 

Reference

1.         Byung-Min Jung, Jong-Dug Shin, Boo-Gyoun Kim. Optical true time-delay for two-dimensional X-band phased array antennas // IEEE Photon. Technol. Lett. 2007. V. 19. № 12. Jun. P. 877–879.

2.         Zmuda H., Soref R.A., Payson P., Johns S., Toughlian E.N. Photonic beamformer for phased array antennas using a fiber grating prism // IEEE Photon. Technol. Lett. 1997. V. 9. № 2. Feb. P. 241–243.

3.         Esman R.D., Frankel M.Y., Dexter J.L., Goldbreg L., Parent M.G., Stilwell D., Cooper D.G. Fiber-optic prism true time-Delay Antenna Feed // IEEE Photon. Technol. Lett. 1993. V. 5. № 11. P. 1347–1349.

4.        Zmuda H., Soref R.A., Payson P., Johns S., Toughlian E.N. Photonic beamformer for phased array antennas using a fiber grating prism // IEEE Photon. Technol. Lett. 1997. V. l.9. № 2. P. 241–243.

5.         Yao Y., Yang J., Liu Y. Continuous true time-delay beamforming employing a multiwavelength tunable fiber laser source // IEEE Photon. Technol. Lett. 2002. V. 14. № 5. P. 687–689.

6.        Pisco M., Campopiano S., Cutolo A., Cusano A. Continuously variable optical delay line based on a chirped fiber bragg grating // IEEE Photon. Technol. Lett. 2006. V. 18. № 24. P. 2551–2553.

7.         Corral J.L., Marti J., Fuster J.M., Laming R.I. Dispersion-induced bandwidth limitation of variable true time delay lines based on linearly chirped Bragg gratings // IEEE Electronics Letters. 1998. V. 34. № 2. P. 209211.

8.        Ming Li, Li-Yang Shao, Jacques Albert, Jianping Yao. Tilted fiber Bragg grating for chirped microwave waveform generation // IEEE Photon. Technol. Lett. 2011. V. 23. № 5. P. 314–316.

9.        Li M., Yao J.P. Photonic generation of continuously tunable chirped microwave waveforms based on a temporal interferometer incorporating an optically-pumped linearly-chirped fiber Bragg grating // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 2011. V. 50. № 12. P. 3531–3537.

10.       Weilin Liu, Wangzhe Li, Jianping Yao. Real-time interrogation of a linearly chirped fiber Bragg grating sensor for simultaneous measurement of strain and temperature // IEEE Photon. Technol. Lett. 2011. V. 23. № 18. P. 1340–1342.

11.       Xiao S., McKinney J.D., Weiner A.M. Photonic microwave arbitrary waveform generation using a virtually-imaged phased-array direct space-to-time pulse shaper // IEEE Photon. Technol. Lett. 2004. V. 16. № 8. P. 1936–1938.

12.       McKinney J.D., Leaird D.E., Weiner A.M. Millimeter-wave arbitrary waveform generation with a direct space-to-time pulse shaper // Opt. Lett. 2002. V. 27. № 15. P. 1345–1347.

13.       Dai Y., Yao J.P. Nonuniformly spaced photonic microwave delay-line filters and applications // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 2010. V. 58. № 11. P. 3279–3289.

14.       Dai Y. Yao, J.P. Chirped microwave pulse generation using a photonic microwave delay-line filter with a quadratic phase response // IEEE Photon. Technol. Lett. 2009. V. 21. № 9. P. 569–571.

15.       Yuechun Shi, Simin Li, Lianyan Li, Renjia Guo, Tingting Zhang, Liu Rui, Weichun Li, Linlin Lu, Tang Song, Yating Zhou, Jingsi Li, Xiangfei Chen. Study of the multiwavelength DFB semiconductor laser array based on the reconstruction-equivalent-chirp technique // IEEE J. Lightw. Technol. 2013. V. 31. № 20. P. 3243–3250.

 

 

Полный текст