50 GHz光纤梳状滤波器的研制

利用Mach-Zehnder干涉仪的原理制作成了50 GHz四端口光纤梳状滤波器,整个结构由3个光纤Mach-Zehnder型干涉仪按树形结构组成.构成干涉仪的2个耦合器均采用平行拉锥法和自制的精密拉伸工具进行制作,这样使得所制的Mach-Zehnder干涉仪的干涉度超过20 dB,并对整个器件进行了长时间的退火处理,克服了Mach-Zehnder干涉仪稳定性差的缺点.然后采用特定的方法进行波长微调,使器件中心波长和复用波长间隔均达到ITU-T的标准,它的平均插入损耗约1 dB.本器件可和200 GHz的密集波峰复用(DWDM)器件配合使通道间隔达到50 GHz,从而使原系统的信道数扩充4倍,并对现有200 GHz系统的扩容提供了一个低成本的方案和相对廉价的器件.     

一种改善MZI型Interleaver滤波特性新结构的理论研究

根据最近研究的一种改进型光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZ1)型Interleaver存在的问题,提出一种改善其滤波特性的新结构．对其原理和相关参数进行了模拟分析,结果表明新结构的光谱形状与隔离度都比原结构有较大改善,且保持了信道的对称性．本文分析计算的结果对器件的优化设计具有实际的指导意义．     

基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪的波长解调技术研究

对基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤光栅Bragg波长解调原理进行了分析,模拟仿真了干涉仪的输出谱,并讨论了其输出电路的运算形式.实验研究了基于Mach-Zehnder干涉仪的温度传感系统的波长解调方案,该系统达到0.7 pm的波长检测精度.     

对光纤Mach-Zehnder干涉仪的干涉场研究

研究了光纤Mach-Zehnder干涉仪的干涉场的特性,并对影响干涉效果的因素进行了分析,得到了干涉条纹的分布及获得高对比度干涉条纹的方法.     

激光等离子体干涉条纹的图像处理方法研究

为了研究激光等离子体内部电子密度的分布,采用计算机图像处理方法对激光等离子体干涉条纹进行处理。利用Mach-Zehnder干涉仪采集激光等离子体干涉图。对得到的激光等离子体干涉条纹进行滤波和锐化预处理,然后利用二值化和细化等方法对降噪后的激光等离子体干涉图进行处理,得到等离子体干涉条纹的细化图。最后对细化后的干涉条纹偏移量进行Abel逆变换,得到激光等离子体电子密度径向分布。     

Sagnac/Mach-Zehnder干涉仪分布光纤传感系统实验研究

本文对Sagnac/Mach-Zehnder干涉仪分布光纤传感系统进行了实验研究,作者在实验环境下搭建了该系统,并在多个位置多次进行了扰动模拟实验,验证了Sagnac/Mach-Zehnder干涉仪分布光纤传感系统中使用时域互相关方法对扰动进行定位的理论正确性和实验条件下的可行性,填补了之前研究只有理论分析和仿真而无实验数据的空白。     

基于光纤干涉原理的转机监测振动传感器设计

为解决风机、 电力系统等大型转机设备非正常运行导致危害等问题, 设计基于Mach-Zehnder干涉仪组成的光纤振动实时监测系统. 首先, 由两个3 dB耦合器构成干涉仪, 以增加传感器的灵敏度和稳定性; 其次, 利用由Mach-Zehnder干涉仪组成的光纤振动传感器对转机实时振动数据进行采集, 并由信号处理单元分析采集到的振动信息; 最后, 用额定转速为2 680 r/min、 额定功率为2.8 kW的小型转机进行实验, 分别对比转机在正常和故障情况下的振动信息. 结果表明, 该系统对转机的运行状态监测效果较好.     

级联微环辅助M-Z型带通切比雪夫光学滤波器的设计

为得到所给具体参数的光学滤波器,本文将数字滤波器的设计方法引入到级联微环辅助M-Z干涉仪光学滤波器的设计中.以带通切比雪夫滤波器为例,给出了光学滤波器的设计过程,利用数字滤波器的设计方法计算出带通切比雪夫光学滤波器的具体传输函数,通过级联微环辅助M-Z干涉仪来实现滤波器的传输函数,根据传输函数的零、极点计算出了各微环辅助M-Z干涉仪的耦合系数、臂长差和环长,根据上述结构参数对其进行计算机仿真验证,所得结果与利用数字滤波器方法设计的带通切比雪夫滤波器相一致.同时对微环辅助M-Z干涉仪型光学滤波器的特性进行了分析.     

矿井下分布式光纤定位精度及感测距离研究

煤矿井下分布式光纤定位系统通常采用双Mach-Zehnder 干涉仪分布式光纤振动传感技术,针对该技术存在感测距离短、系统空间分辨率低等问题,采用两个分布反馈( DFB: Distributed Feedback) 激光束和密集波分复用( DWDM: Dense Wavelength Division Multiplexing) 的非对称双Mach-Zehnder 干涉仪的分布式光纤振动传感技术,通过奇异值分解( SVD: Singular Value Decomposition) 算法进行降噪处理,并提出基于SVD 的互相关时延算法。实验证明,该算法能有效提高定位精度和感测距离,当感测距离为61 km 时,定位误差为51． 2 m。当矿井灾难发生时,能对被困人员精准定位,保障了有效救援时间。     

一种具有平顶陡边响应的长波长光探测器

在PIN型光探测器的基础上制备了一种适用于波分复用系统的具有平顶陡边响应的长波长光探测器。利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)设备在GaAs衬底上二次外延生长了具有台阶结构的GaAs/AlGaAs滤波腔和InP基PIN光探测器。高质量的GaAs/InP异质外延采用了低温缓冲层生长工艺;具有台阶结构的Fabry-Pérot(F-P)滤波腔采用了纳米量级台阶的制备方法。通过理论计算优化了实现平顶陡边光谱响应特性的器件结构;并通过实验成功制备出了具有平顶陡边响应性能的光探测器,器件的工作波长位于1 549nm,峰值量子效率大于25%,0.5dB光谱响应线宽为3.9nm,3dB光谱响应线宽为4.2nm,响应速率达到17GHz。     

K波段平顶波束赋形反射面天线设计

为了获得照射均匀的平顶波束,使用反射面赋形的方法,设计了一款工作在19～22 GHz的单偏置反射面天线.结合Zernike多项式展开法与遗传算法优化反射面形面,采用天线远场照射面特定区域照射电平差值作为目标函数以实现平顶波束.仿真结果表明,赋形后天线方位面方向图在±8°范围内,照射电平波动小于0.6 dB,电平幅度大于20 dBi.     

2.45GHz单级低噪声放大器的设计

设计了一种基于高电子迁移率晶体管ATF54143的单级低噪声放大器,采用ADS软件进行了设计优化。仿真结果表明在2.45 GHz处噪声系数小于1.5 d B,增益大于16.4 d B,稳定系数大于1.1,输入与输出的电压驻波比都小于1.1。在仿真基础上进行了实物加工,实测结果在2.45 GHz处|S21|为8.3 d B,|S11|和|S22|最小值分别为-13.5 d B,-17.2 d B,1 d B压缩点的输出功率约为10 d Bm。该放大器可应用于S波段的无线局域网,射频识别和北斗导航系统等领域。     

一种平衡AB类功率放大器的设计

设计优化了一种平衡AB类功率放大器。利用ADS软件和Freescale公司提供的芯片模型,进行了功放的偏置电路和匹配电路的设计仿真。对放大器进行了优化仿真,在仿真中分析了平衡AB类放大器线性度、效率、增益、1 dB压缩点、邻信道功率比ACPR等参量结果。并将其与单管AB类放大器作比较,分析了平衡AB类放大器的优势。     

新型变形开口方环频率选择表面圆极化器的分析与仿真

基于开口方形环频率选择表面(FSS),设计一款新型圆极化器,将线极化波转换为圆极化波.在圆极化器中加入串联双H型耦合枝节,利用有限元仿真软件Ansoft HFSS对圆极化器参数进行仿真和优化.结果表明:3 dB轴比的圆极化器带宽达到25.6%,其中,870~1 080 MHz频带内轴比都小于2 dB,S_2,1都维持在-1.7 dB以上,圆极化器对馈源天线几乎不存在影响;相比于传统圆极化器,设计的圆极化器具有工作频带宽、结构层数少、模型简单及性能稳定等优点.     

An L-band HTS duplexer with improved performance

An L-band HTS duplexer with improved performance for communication applications has been developed. This is an improved version of the duplexer previously developed by our group. The duplexer was composed of a T-junction and two channels. Each channel has a 10-pole quasi-elliptic function bandpass HTS filter with a bandwidth of 27 MHz, and center frequencies at 1200 MHz and 1260 MHz. To achieve higher performance, especially a good balance between selectivity and flat group delay, the two pairs of transmission zeros from the two filters were reassigned so that one pair is used for high selectivity and the other for flat group delay. To reduce the influence of parasitical coupling, new coupling structures were developed in the simulation process. The duplexer was fabricated on a 2 inch diameter, 0.5 mm thick LaAlO3 wafer with a double-sided YBCO film. The measured results showed a very high performance: a mid-band insertion loss of 0.2 dB, a return loss better than –14 dB, a shape factor better than 1.4:1, an out-of-band rejection of better than 70 dB in a wide frequency range up to 3 GHz and excellent isolation (higher than 80 dB) between the two channels. In addition, the frequency band 5 ns group delay variation is over 10.5 MHz (38.7% of 1 dB bandwidth).     

新型中心开圆形槽的带通滤波器设计

设计了一种新型带有两个三角形切角和中心开圆形槽的双模椭圆函数带通滤波器,并对该滤波器结构进行了仿真研究和分析。该滤波器在中心频率2．28GHz处,最小插入损耗为0．25dB,通带内在2．24～2．35GHz之间插入损耗小于1dB,在2．27～2．47GHz之间回波损耗大于20dB,3dB相对带宽为7．37％。在通带两侧2．04GHz和2．55GHz处有2个衰减极点,衰减分别是61．85dB和45．64dB,另外,在通带右侧3．28GHz处还有一个65．15dB的衰减极点。研究表明,该结构能够减小滤波器的体积,更有利于器件的小型化,同时还能够有效减小辐射损耗,使通带两侧的衰减变得更好。     

一种宽带小型化微波增益均衡器设计

在宽频带内工作的微波组件的幅频特性通常会有较大起伏.为了改善其增益平坦度,本文设计了一种超宽带、小型化的微波幅度均衡器.该均衡器由两个对称的微带支节谐振器级联而成.每个支节谐振器由阶梯状微带线和加载电阻构成.该均衡器设计尺寸小,仿真效率高,频带范围宽,可以达到1~18GHz,带内最大衰减6.9dB,最小衰减0.4dB,端口反射系数均小于-10dB.实际增益曲线与仿真曲线较为吻合.     

1．8GHz微带平衡巴伦馈电印刷偶极子天线

为实现天线的小型化,借助ADS2009电磁仿真软件,设计了一种1．8GHz微带平衡巴伦馈电印刷偶极子天线。样机测试结果显示,该天线相对带宽为15．54％,增益为2．16dB,输入阻抗为49．37＋j1．605n,3dB波瓣宽度为78．8°。实测特性阻抗、回波损耗特性、E面水平极化方向及Ⅳ面垂直极化方向等电磁辐射性能与仿真结果基本相符。该天线可独立使用,或作为大型天线阵的辐射元。