宽带射频自干扰光子学消除方法及关键光子集成器件基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61875028
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    16.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Co-frequency and co-time full duplex (CCFD) has potential applications in the field of the new generation of broad band wireless communication and new type satellite communication, etc. The RF self-interference is the all-important issue to be overcome for the application of CCFD. However, the conventional RF self-interference cancellation technique based on electrical method has the limitation of narrow bandwidth and low precision for delay time and amplitude tuning, and cannot fulfil the requirement of high frequency band, broad bandwidth and high quality. .In the project, we propose a novel photonic method for broad band RF self-interference cancellation based on electro-optic phase modulation and continuous tuning of delay time and amplitude in complete optical domain. It will overcome the bandwidth limited electronic bottleneck of electrical method and achieve the efficient cancellation of RF self-interference at high frequency band and wide bandwidth. The key scientific problems, including the electro-optic modulators with large bandwidth and matching frequency response, continuous tuning of delay time and amplitude, optical sideband filter with steep edge, error signal extraction and adaptive feedback control, will be investigated. The design and fabrication of the key photonic integrated devices in the chip of broad band RF self-interference cancellation will be carried out. The research results will provide the solid theoretical foundation and pivotal technical support for overcoming the difficulty of broad band RF self-interference in the application of CCFD.
同时同频全双工技术在新一代宽带无线通信、新型卫星通信等领域具有极大的应用潜力,射频自干扰是该技术应用亟需解决的首要问题。然而,传统基于电学方法的射频自干扰消除技术存在带宽窄、延时与幅度调节精度低等限制,难以满足高频段、大带宽、高品质场合下的应用要求。.本项目提出并研究一种全新的基于电光相位调制、全光域延时与幅度连续调控的宽带射频自干扰光子学消除方法,将突破电学方法的带宽受限电子瓶颈,实现宽频段、大带宽条件下干扰信号的有效消除。项目重点研究大带宽、频响匹配的电光调制器,连续可调光域延时与幅度调控,高陡峭度光学边带滤波,误差信号提取与自适应反馈控制等关键科学问题,开展宽带射频自干扰光子学消除集成芯片中关键光子集成器件的设计与制备研究,为同时同频全双工技术应用亟需解决的宽带射频自干扰问题提供坚实的理论基础和核心技术支撑。

结项摘要

1. 项目背景. 同时同频全双工技术在新一代无线通信(Beyond 5G、6G)、新型卫星通信等领域具有极大的应用潜力,射频自干扰是该技术应用亟需解决的首要问题。传统电学射频自干扰消除方法存在带宽窄、延时与幅度调节精度低等限制,难以满足高频段、大带宽、高品质场合下的应用要求。微波光子射频自干扰消除方法具有工作频段范围宽、带宽大、调控精度高等优势,为解决传统电学方法的带宽受限电子瓶颈问题提供了有效的途径。.2. 创新之处. 本项目提出了一种全新的基于电光相位调制、全光域延时与幅度连续调控的宽带射频自干扰光子学消除方法,既突破了传统电学方法的带宽受限电子瓶颈,又克服了已有微波光子方法的需要直流偏置控制、多路干扰消除结构复杂等限制。微波光子集成射频自干扰消除功能芯片的基础科学问题研究和实验验证为宽带射频自干扰光子学消除技术的应用提供了重要的基础理论与核心技术支撑。.3. 取得成果. 本项目突破了大带宽、频响匹配的电光调制,连续可调光域延时与幅度调控,高陡峭度光学边带滤波,误差信号提取与自适应反馈控制等关键科学问题,开展宽带射频自干扰光子学消除集成芯片的设计与制备研究。取得的成果如下:.(1)提出了电光相位调制、全光域延时与幅度连续调控的宽带射频自干扰光子学消除新方法,建立了光子集成射频自干扰消除系统模型,完成了光子集成射频自干扰功能芯片优化设计,研制出芯片原型器件。.(2)提出了多通道射频自干扰消除方案,实验获得了6GHz和10GHz,带宽100MHz下30dB和25dB的干扰抑制度,实现了16QAM调制信号50Msps全双工通信,验证了方案的可行性和有效性。.(3)研制了微波光子有源对消功能原理样机,实现了S频段抑制度优于40dB的自适应射频干扰消除能力。.(4)提出了基于光电振荡机制高增益射频信号探测新方法,实验上实现了S、C、X和Ku频段低功率微波信号探测,灵敏度相对于传统方案提高了10dB。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(7)
专利数量(10)
基于反谐振波导微环的光控波束延时网络设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    申芳芳;苏鑫鑫;杨思成;武震林;赵明山;韩秀友
  • 通讯作者:
    韩秀友
光子集成射频自干扰消除系统性能仿真分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    光子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    申芳芳;苏鑫鑫;付双林;李朝;杨思成;武震林;谷一英;谭庆贵;朱舸;赵明山;韩秀友
  • 通讯作者:
    韩秀友

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其他文献

基于亚波长超窄带滤波器设计
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    红外与激光工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨双月;谷一英;胡晶晶;李晓洲;赵明山;韩秀友;武震林
  • 通讯作者:
    武震林
空气中痕量甲烷气体的测量实验装置
  • DOI:
    10.16791/j.cnki.sjg.2021.04.016
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    宫振峰;陈珂;梅亮;王晓娜;韩秀友;于清旭
  • 通讯作者:
    于清旭
次谐波调制下光注入DFB-LD结构的可调谐光电振荡器
  • DOI:
    10.3788/irla20200457
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    红外与激光工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵嘉熠;谷一英;胡晶晶;李建;赵明山;韩秀友
  • 通讯作者:
    韩秀友
基于受激布里渊散射和耦合型双环的可调谐光电振荡器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    光子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范峰;王加彬;朱文武;胡晶晶;谷一英;武震林;韩秀友;赵明山
  • 通讯作者:
    赵明山

其他文献

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韩秀友的其他基金

面向高收发隔离连续波雷达的光电融合超宽带射频干扰有源对消技术研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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