基于频率 comb 调控的超宽带准真时延束形器用于集成探测与通信
光学
2025-02-14 v1
摘要
具有宽带波束赋形能力的相位阵列天线(PAAs)是先进雷达和无线通信系统的关键组件。然而，传统基于相位开关的PAAs波束赋形器常常遇到束斜问题，这大大限制了其瞬时带宽。光子真时延(TTD)波束赋形器有望克服这一挑战，提供超宽带且抗电磁干扰能力。然而，由于通常涉及大量光开关和延迟线，其实际应用受到高复杂度的制约。本文引入一种新型的频率 comb 调控光子准TTD波束赋形器，通过利用频率多样化阵列和光子微波混合阵列的概念，消除延迟线的需求。该波束赋形器实现对超宽带线性频率调制波形的无束斜波束赋形，这是高分辨率雷达应用的关键要求。它实现了无缝且连续的波束扫描，有效实现无限空间分辨率。我们实现了一个8元PAAs原型，实现整个Ku段6 GHz的瞬时带宽。此外，我们探讨了系统在集成逆合成孔径雷达成像和高速通信中的能力，实现了2.6 cm × 3.0 cm的高分辨率成像和3 Gbps的传输速率。与传统基于延迟线的波束赋形器相比，新方案显著降低了硬件复杂度并提升了可扩展性，作为未来集成探测与通信应用的强大推动者。
引用
@article{arxiv.2502.08944,
title = {Frequency-comb-steered ultrawideband quasi-true-time-delay beamformer for integrated sensing and communication},
author = {Mian Wang and Wenxin Zhang and Zeyu Ren and Shangyuan Li and Xiaoping Zheng and Xiaoxiao Xue},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.08944},
year = {2025}
}
备注
17 pages, 4 figures