基于硅基集成的片上微波光子前端

The requirements of signal processing in next generation wireless communication equipment and signal processing systems are to cover the large frequency range and realize high linearity. To meet these requirements, the microwave front-end based on silicon photonics has been proposed and its scientific problems have been investigated in this project. We will construct the model of microwave photonic micro-system and implement the on-chip microwave photonic front end, which can realize tunable,reconfigurable and cross-band RF signal processing from S to Ka band (2-40GHz).

本项目围绕微波通信与信息处理设备的大频率范围覆盖、多波段可调谐和高线性等应用要求，研究基于硅基光子集成的微波光子前端的关键科学问题，提出片上微波光子微系统建模方法，构建基于SOI的微波光子前端芯片，从而实现S-Ka六个微波波段(2-40GHz)内的微波光子信号的可调谐、可重构信号处理。

微波光子射频前端具有频率覆盖范围大，工作波段和瞬时带宽可灵活重构，抗电磁干扰等优势，在泛在无线通信、软件无线电、雷达和电子战系统中有着广泛的应用前景。为进一步减小系统的尺寸和功耗以满足实际应用的需求，构建基于光子集成芯片技术的微波光子射频前端微系统势在必行。课题研究了集成微波光子射频前端微系统目前在器件层面和系统集成层面面临的挑战，然后从硅基微波光子芯片、混合集成系统架构设计与封装和系统频率漂移抑制方案三个方面重点介绍了项目开展的关于混合集成可重构微波光子射频前端的研究。最后项目完成了工作频率大于40GHz的集成微波光子前端芯片，并将其与激光芯片混合集成在一起构成模块，并进行了应用验证实验。