作者单位
摘要
复旦大学通信科学与工程系和电磁波信息科学教育部重点实验室,上海 200433
提出了一种基于光学外调制器倍频产生W波段线性调频(LFM)信号并用于高分辨率测距的新方案。通过光调制器将来自任意波形发生器(AWG)的LFM信号调制到光载波的边带上,利用光电探测器(PD)拍频完成光电转换,从而产生四倍频W波段LFM信号,其中心频率与带宽均为原始LFM信号的四倍。发射上述宽带LFM信号对相距为50 cm的2个目标分别测距,测量结果为48.8 cm,误差为1.2 cm。为进一步验证实验的可靠性,调整2个目标的距离为40 cm,测量结果为38.9 cm,误差为1.1 cm。该系统克服了难以直接在电域产生高频信号的“电子瓶颈”,通过光子辅助产生宽带LFM信号实现了高分辨率感知测距,为未来超高分辨率的线性调频连续波雷达系统提供了一种解决方案。
微波光子学 雷达测距 光子辅助倍频 线性调频连续波 W波段 
激光与光电子学进展
2024, 61(9): 0906006
作者单位
摘要
广东工业大学信息工程学院,广东 广州 510006
提出一种可重构微波光子混频器的设计与研究方案,该方案仅通过改变驱动信号和直流偏置电压,即可重构生成线性调频信号、变频信号或移相信号。其中,生成的线性调频信号具有三个波段,带宽最高可提高四倍;上、下变频信号可同时生成;获得的移相信号相位可在0~360°连续调谐。仿真结果表明,该方案可生成频率11 GHz和带宽2 GHz、频率18 GH和带宽4 GHz,以及频率29 GHz和带宽2 GHz的线性调频信号,脉冲压缩性能良好;可同时生成频率32 GHz的上变频信号以及8 GHz的下变频信号,电杂散抑制比高于30 dB;亦可生成0~360°相位连续可调的移相信号,且功率波动在0.1 dB以内,系统的无杂散动态范围达到114.1 dB?Hz2/3
光通信 微波光子 混频 线性调频 移相 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0523003
谈宜东 *†林晨啸 1†
作者单位
摘要
清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084
调频连续波(FMCW)激光雷达具有非接触式测量、抗环境光干扰、高分辨率、能够同时获取速度和距离信息等优势,近年来被广泛应用于航空航天、精密制造、无人驾驶等领域。FMCW激光雷达的测距能力很大程度依赖于其光源的扫频线性度。在实际应用中,扫频光源会受到诸如应力拉伸不均匀、腔内温度变化、电路噪声等因素的影响,导致扫频非线性的产生,使得测距分辨率和精度下降。针对这一问题,本文从原理出发,分析了FMCW激光雷达中光源扫频非线性的影响,系统介绍了不同类型扫频非线性校正技术的原理和国内外研究进展,并对这些方法的适用场景、特性和优缺点进行总结,为后续相关研究提供启发。
调频连续波 激光雷达 绝对测距 扫频光源 非线性校正 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0328001
作者单位
摘要
浙江师范大学 精密机械与智能结构研究所,浙江金华321004
为提高压电振动俘能器的环境适应性,提出一种磁耦合式可调频压电振动俘能器,利用激励器上主动磁铁和组合换能器上被动磁铁间的耦合作用及横摆簧片实现压电振子的单向限幅激励。通过对俘能器及磁对的建模和仿真分析,获得了俘能器结构参数对俘能器输出性能的影响,在此基础上制作俘能器样机并进行实验研究,获得了俘能器纵摆质量m1、横摆质量m2、横向距离Lx、纵向距离Ly、竖向距离Lz及负载电阻对俘能器输出性能的影响规律。结果表明:存在两阶谐振频率f1f2使输出电压出现峰值Un1Un2,调节m1m2LxLyLz会影响f1f2Un1Un2;其他条件一定时,存在最佳负载电阻2 200 kΩ使输出功率达到0.122 mW。通过选择合适的结构参数能够提升俘能器的有效频带和输出电压,对增强压电振动俘能器的可靠性和频率适应性具有一定的参考价值。
压电 调频 磁耦合 组合换能器 能量回收 piezoelectric adjustable frequency magnetic coupling combination transducer energy recovery 
光学 精密工程
2024, 32(1): 73
作者单位
摘要
武汉大学 电子信息学院,武汉 430072
为帮助学生更好地理解频率解调的知识点,掌握不同的频率解调方案,设计了一套相位/比例鉴频综合实验电路。利用信号源产生调频波作为电路输入,通过选择开关实现比例鉴频器和叠加型相位鉴频器的灵活切换,达到两种电路形式有机结合的目的。通过鉴频功能、鉴频灵敏度以及限幅作用的测试与分析,深入探讨两种鉴频器的异同,实现理论和实践的融会贯通。教学实践表明,该实验效果良好,适用于本科实验教学、大学生科研和电子设计竞赛等多种场合。
调频 检波 鉴频 相频网络 实验教学 FM wave detection frequency discrimination phase frequency network experimental teaching 
实验科学与技术
2023, 21(6): 89
作者单位
摘要
1 华北光电技术研究所 固体激光技术重点实验室,北京 100015
2 中国航空研究院,北京 100029
为实现雷达远距离动目标实时跟踪探测,单脉冲线性调频脉冲压缩算法和 V 型啁啾调频脉冲压缩算法为快速获得运动目标的距离速度信息提供算法基础。结合脉冲压缩算法优势以及两种波形脉压算法的弊端,利用V型啁啾调频脉冲发射波形,提出采用三角调频滤波处理方法,以解决目标的距离、径向速度值及速度方向信息同时获取的难题,为单脉冲实现速度矢量信息的隐蔽探测提供解决方案。通过搭建脉冲激光相干测量实验平台,在接收镜头后连接17.618 km延迟光纤以延长目标往返距离,对转速从−3.67~3.67 m/s的转盘进行速度距离测量。在40 MHz调制带宽, ${\text{4}}{\text{.096 μs}}$调制脉宽,2.5 GS/s采样率条件下成功实现单脉冲距离速度多维信息获取,并对测速准确性进行评估,距离测量精度达到0.33 m,速度测量精度为0.061 m/s。
激光雷达 径向速度 啁啾调频 相干测量 lidar radial velocity chirp frequency modulation coherent measurement 
红外与激光工程
2023, 52(12): 20230294
杨仕铭 1,2,3李尚远 2谭伊璇 1,3邓焕坚 1,2,3[ ... ]耿敏明 1,3
作者单位
摘要
1 广西大学 计算机与电子信息学院,南宁530004
2 清华大学 电子工程系,北京100084
3 广西多媒体通信与网络技术重点实验室,南宁530004
为减少目前微波光子领域到达角(AOA)测量易受相位、噪声等影响,实现二维平面内大范围的AOA测量,提出并实验验证了一种基于微波光子去斜接收的二维AOA估计方案。该方案接收端利用L型天线阵加入固定延迟时间的方法,可以估计一维AOA,利用该一维AOA可求解出二维AOA(俯仰角和方位角)。实验结果表明:在天线间隔为5 m,输入线性调频连续信号的信噪比为10 dB或-7.8 dB的情况下,所提方案的一维AOA的估计结果具有大范围的特点,且在-79°~74°内估计误差均小于2°,同时,计算得到的俯仰角和方位角在较大范围内都具有较高的精度。
微波光子学 去斜 二维到达角 线性调频信号 microwave photonics, de-chirping reception, two-di 
光通信技术
2023, 47(3): 0062
作者单位
摘要
北京理工大学毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室, 北京 100081
太赫兹调频连续波成像技术具有高功率、小型化、低成本、三维成像等特点, 在太赫兹无损检测领域受到了广泛关注。然而由于微波及太赫兹器件限制, 太赫兹信号带宽难以做大, 从而制约了成像的距离向分辨力。虽然高载频可实现较大宽带, 但伴随的低穿透性和低功率会限制太赫兹调频连续波成像系统的应用场景。因此, 聚焦于太赫兹波无损检测领域, 提出一种时分频分复用的 114~500 GHz超宽带太赫兹信号的产生方式, 基于多频段共孔径准光设计, 实现超带宽信号的共孔径, 频率可扩展至 1.1 THz。提出一种频段融合算法, 实现了超宽带信号的有效融合, 距离分辨力提升至 460 μm, 通过人工设计的多层复合材料验证了系统及算法的有效性, 并得到封装集成电路(IC)芯片的高分辨三维成像结果。
太赫兹调频连续波 非线性度校准 多频段融合 准光设计 无损检测 Terahertz Frequency Modulated Continuous Wave non-linearity calibration multiband fusion quasi-optical design Nondestructive Testing 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(4): 563
作者单位
摘要
1 五邑大学智能制造学部, 广东江门 529020
2 五邑大学智能制造学部, 广东江门 529020北京航空航天大学杭州创新研究院, 浙江杭州 310051
3 北京航空航天大学杭州创新研究院, 浙江杭州 310051
随着线性调频连续波(FMCW)车载雷达的广泛应用, 同一个场景下若干个雷达的相互干扰可能导致传感器灵敏度降低, 甚至虚警。针对该问题, 提出一种基于量子遗传和中心值匹配相结合的干扰抑制方法。该方法首先将发射波形和干扰信号的互相关函数作为目标函数, 通过量子遗传算法进行波形参数优化, 在约束范围内得到互相关最小的工作参数, 然后基于这个参数生成发射波形, 最后根据干扰信号的参数, 通过中心值匹配的方法选择合适的工作雷达参数, 实现自适应干扰抑制。仿真结果表明, 该方法可以以较低的计算量达到良好的干扰抑制结果。
调频连续波雷达 干扰抑制 智能算法 中心值匹配 量子遗传 互相关函数 Frequency Modulated Continuous Wave radar interference suppression intelligent algorithm center value matching Quantum Genetic Algorithm cross correlation function 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(10): 1230
作者单位
摘要
1 合肥工业大学 微电子设计研究所, 合肥 230601
2 教育部IC设计网上合作研发中心, 合肥 230601
调频连续波(FMCW)雷达常用于测量多个目标的距离和速度,被广泛用于自动驾驶场景中。FMCW雷达产生的线性调频波称为啁啾(Chirp),通常由锁相环(PLL)电路产生。由于带宽有限,传统锯齿啁啾下降时间过长,降低了雷达性能。文章提出了一种基于分段电流电荷泵的快速啁啾发生器设计方案。调频阶段采用最佳电荷泵电流,即最优环路带宽,可保证啁啾的线性度。啁啾下降阶段使用更大的电流,可缩短下降时间。仿真结果表明,啁啾发生器频率输出范围为19.25~20.25 GHz,1.2 V电压下整体功耗为31.8 mW。PLL带宽为1.5 MHz时,锯齿形啁啾下降的最大调制速率为454 MHz/μs。与恒定电荷泵电流方式相比,下降时间缩短了80%。
调频连续波 锁相环 测速 带宽 FMCW PLL velocity measurement bandwidth 
微电子学
2023, 53(1): 61

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