СВЧ технология - интеллектуальный микроволновой фотонный фронт радиочастоты и канал связи

About интеллигентная радиочастота фотонов,различные полосы частот, communication standards, постоянное появление радиослужбы, resulting in more and more obvious diversity and heterogeneity of wireless система mainly manifested as A variety of different communication systems and standards coexist, Пример 5G, which has begun to be commercially available, 4G, and 3G and 2G, количество пользователей. A variety of wireless services with different functions coexist, Беспроводная локальная сеть, синий зуб, Beidou and GPS navigation, сорт. Different frequency bands coexist, диапазон от микроволн на десятках мегагерц до миллиметровых волн на десятках мегагерц. В таком случае, the wireless system is developing towards the direction of intelligence. с одной стороны, Она может обеспечить бесшовные совместимость и интеграцию с широким диапазоном частот, multi-function, многоуровневый сигнал. С другой стороны, it is flexible перестраиваемое строение. Он может переключать и оптимизировать различные диапазоны частот и стандартные радиосигналы в соответствии с функциями системы, объект обслуживания, & Применить сценарий, чтобы максимально увеличить использование ресурсов.

передний конец радиочастоты и канал являются основными компонентами беспроводной системы, which are responsible for the key tasks of wireless signal передача and transmission. поэтому, the development of интеллигентная радиочастота фотонов передний конец и цепь с широкой полосой пропускания, многоспектральный диапазон, перестроенные характеристики имеют важнейшее значение для дальнейшего развития беспроводной системы. этот existing rf front end and link based on traditional electronic technology have many bottleneck problems, потеря высокой частоты, narrow bandwidth, скорость обработки, трудно удовлетворить потребности клиента умный development of the wireless system. В последние годы, the rapid rise and maturity of microwave photonics provide new methods and ideas for solving the above problems. микроволновая фотонная система преобразует высокочастотные широкополосные микроволновые сигналы, трудно обработанные традиционной электроникой, в световые поля, порождать, transmits, процесс, detects and controls the broadband and высокочастотный микроволновой сигналИспользовать собственные преимущества, оптические электронные приборы или технологии с большой полосой пропускания и электромагнитной помехой. Microwave photonics technology can effectively alleviate the difficulties faced by traditional electronics technology in processing and transmitting high-frequency bands, большая ширина полосы, and dynamic time-varying microwave signals. поэтому, the microwave photon умный передний край радиочастоты и канал связи, which can meet the characteristics of broadband, multi-band, and reconfigurable, are the hot topics in the research of microwave RF devices in recent years.

Рисунок 1. схема передней оконечности свч - приемника фотонов

передний конец радиочастоты находится в передней части беспроводной системы и отвечает за подключение приемника и антенны. это один из определяющих факторов эффективности всей системы. с внедрением и развертыванием мобильной связи и сетей связи 5G, а также с учетом требований современной электронной войны к высокой производительности радиолокационной станции, сигнал, требующий обработки на передней части радиочастот, становится все более сложным и развивается в интеллектуальном направлении, в том числе в направлении UHF, многомодульных форматов, многочастотных диапазонов и многолучевых передач, и многоточечная координация беспроводных ресурсов. Однако из - за различий между электронными элементами, используемыми в различных диапазонах частот, на передней части электронной радиочастотной станции трудно обеспечить настраиваемые и перестраиваемые функции нескольких или даже целых диапазонов частот связи с помощью многослойных радиочастотных модулей. Таким образом, высокоскоростные микроволновые фотонные радиоволны, обладающие способностью к адаптации и перестройке, возникают и развиваются на переднем крае.

основная структура свч - фотоприемника интеллигентная радиочастота фотонов front-end is shown in the figure. как традиционный электронный интерфейс радиочастоты, the microwave photon RF front end (MPRF) needs to complete signal amplification, фильтровать, local oscillation (LO) signal generation, верхняя и нижняя конверсия для передачи и приёма, сорт. However, MPRF, on the one hand, преобразование радиочастотных сигналов в световые поля, использование преимуществ микроволновой фотонной технологии в широком диапазоне частот, замена электронных приборов, реализация таких функций обработки сигналов, как фильтрование и смешивание частот, совместимая многочастотность, multi-standard and multi-functional signals. С другой стороны, high frequency and tunable LO signals can be generated by photon technology.

сейчас, the research of reconfigurable MPRF mainly focuses on utilizing the broadband advantages of microwave photon mixing technology to realize the broadband tunable up and down-conversion of the transmitted and received signals, выполнение требований многочастотной совместимости сигналов и гибкой реорганизации сети умный systems. Researchers at Vencore Laboratories in the United States used external modulation to generate the multi-frequency local oscillator of the optical comb for the receiving RF front end. в эксперименте, преобразование радиочастотного сигнала в 2ghz. Исследователи Нанкинского аэрокосмического университета разработали приемопередатчик умный microwave photon RF front end in the S-band to Ka-band using external modulation to generate a dual-comb local oscillator. Исследователи из итальянской национальной фотолаборатории используют лазер с блокировкой мод для создания оптического гетеродина, прием и передача сигналов на настраиваемых частотах в диапазоне частот от 2 до 18 ггц. Researchers from Tsinghua University have proposed a tunable wideband photonic RF front-end scheme based on an optoelectronic oscillator (OEO) with a tunable frequency range covering the X-band to ka-band. Кроме того, the research group also uses the microwave photon filter based on optical frequency comb and dispersive medium to construct the receiving RF front end, реализовано преобразование сигналов в нижнюю и среднюю частоту, диапазон перекрытия частот более 20 ггц.

Figure 2. Schematic diagram of universal microwave photon chip and its daily real-time service bearer in indoor and outdoor scenarios

In addition, реконструируемая интеграция микросхем MPRF в последние годы является одним из горячих направлений исследований для обеспечения недорогостоящего MPRF, размер, and high-reliability photonic RF front-end solutions. Исследователи из университета Цинхуа предложили интегральный микроволновой приемник фотонов на основе кремния, который использует фазную модуляцию на пластине для генерации оптических колебаний. диапазон настройки эмиссионного сигнала от 2 до 10 ГГц, диапазон частот приёма сигнала от 2 до 15 ггц. A team from Southwest Jiaotong University has developed a general-purpose microwave photon integrated chip (PIC), shown here. чип интегрирован в несколько настраиваемых лазеров, modulators, и на одном чипе реализуется ответвитель, воссоздается структура свч - фотонной цепи и направление сигнала, and can be flexibly configured to perform multiple functions across the three core fields of microwave signal generation, transmission, and processing. Он включает создание дальнего сигнала, intensity/фазово - модулированная свч - линия передачи фотонов, tunable bandpass/полосовой заградительный фильтр, microwave instantaneous frequency measurement, измерение частоты повторения микроволновых импульсов, сорт. The chip is directly applied to carry out daily real-time business in indoor and outdoor scenarios. It is directly deployed along the Chengdu - Chongqing (Chengdu Chongqing) high-speed railway line to monitor electromagnetic interference. Вставка 4G/5G wireless communication system and 4K HD video access system to support daily real-time business.

The умный RF front end and link based on microwave photon technology have the advantages of large bandwidth, перегруппировка, and service transparency, полностью удовлетворять потребности клиента умный development of the new generation of information technology. В этой области работает большое число научно - исследовательских групп во всем мире, которые добились ряда новаторских результатов.. одновременно, the умный microwave photon RF front end and the link still need to further solve the cost, расход электроэнергии, volume, шум, и другие аспекты проблемы, to provide the core support for the evolution and change of the new generation of information technology.