文章以光子集成技術(shù)在未來(lái)衛(wèi)星寬帶通信與中繼一體化系統(tǒng)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn),開(kāi)展光子集成載荷應(yīng)用需求分析,完成了模擬光處理與數(shù)字光處理、模擬片上處理與離散光處理的區(qū)別分析及特性梳理。重點(diǎn)介紹了現(xiàn)行的光子載荷搭載驗(yàn)證情況,完成光子載荷與傳統(tǒng)射頻載荷體積、重量、功耗對(duì)比分析。在此基礎(chǔ)上,提出一種全芯片架構(gòu)的光子處理轉(zhuǎn)發(fā)載荷系統(tǒng),并完成相應(yīng)的功能拆解及業(yè)務(wù)劃分,梳理下一步需要重點(diǎn)攻關(guān)的片上關(guān)鍵技術(shù),為構(gòu)建通用化、小型化、多波束并行的高通量衛(wèi)星通信載荷系統(tǒng)提供技術(shù)支撐。

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圖3可重構(gòu)ButlerMatrix光延遲陣列芯片

除此之外，西班牙DAS公司的8*8&64路可重構(gòu)ButlerMatrix光延遲陣列芯片也為該載荷射頻前端研制提供技術(shù)支撐，如圖2所示，可用于完成多波束直接輻射陣列天線功能[7,8]。相比傳統(tǒng)波束成形模塊，其波束耦合單元數(shù)量由8064個(gè)降至192個(gè)。該系統(tǒng)將光子部分載荷技術(shù)成熟度....

圖4全芯片架構(gòu)的光子處理轉(zhuǎn)發(fā)載荷系統(tǒng)

接收天線單元收到來(lái)自不同用戶或地面站的N個(gè)寬帶/窄帶波束,經(jīng)微波T/R組件完成濾波及低噪聲功率放大各自輸入片上電光混頻陣列,在片上光源及本振饋送單元驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)對(duì)多波束射頻信號(hào)的電光調(diào)制及混頻,后經(jīng)過(guò)片上波束交換陣列完成波束間光交換。無(wú)需進(jìn)行片上處理的信號(hào),如用戶端窄帶通信波束,經(jīng)....

圖1OPTIMA光載荷框架(a)多波束光子饋電鏈路實(shí)現(xiàn)框架及分工(b)基于光控波束形成的自外差相干接收實(shí)現(xiàn)框架

Airbus計(jì)劃2023年依靠OPTIMAHorizon2020項(xiàng)目搭載驗(yàn)證V頻段至Ka/Ku頻段的光子饋電鏈路以及基于光子集成的波束形成模組。驗(yàn)證內(nèi)容包含陣列式電光調(diào)制/光電解調(diào)、上下變頻、光交換以及片上波束形成網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容[4-6]。該載荷系統(tǒng)由Airbus抓總,西班牙DA....

圖2光子波束形成網(wǎng)絡(luò)芯片:(a)波束形成網(wǎng)絡(luò)芯片，(b)芯片尺寸對(duì)比，(c)外圍驅(qū)動(dòng)及控制電路

其中,射頻前端的光波束形成模塊擬基于硅基或氮化硅基光子集成芯片方案構(gòu)建。下圖所示為基于氮化硅材料實(shí)現(xiàn)的單波束下16*1的光子波束形成網(wǎng)絡(luò)芯片方案。芯片研制單位為荷蘭LioniX公司。除此之外，西班牙DAS公司的8*8&64路可重構(gòu)ButlerMatrix光延遲陣列芯片也為該載荷....

本文編號(hào)：3942982