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微波光子应用技术重点实验室简介

浏览数:117次 发布时间:2019-03-20 打印本页

一、基本情况

以湖南工学院电气与信息工程学院为主导,联合湖南大图测绘科技有限公司与湖南信瑞光学科技有限公司共建“衡阳市微波光子应用技术重点实验室”,依托湖南工学院电气与信息工程学院教师的项目研发能力、湖南大图测绘科技有限公司的产品在线测试平台以及湖南信瑞光学科技有限公司的器件研制与开发技术,构建产、学、研“三位一体”化的微波光子应用技术重点实验室,立足衡阳市、辐射全国。

微波光子技术是解决下一代通信行业信息爆炸式增长问题的有效方式,该重点实验室立足于微波光子学,拟解决制约5g通信面临的海量数据实时传输与处理的关键性问题,能够在5g通信、航空航天、测量测绘、虚拟现实等领域得到广泛应用,需求非常迫切,产业化前景光明。微波光子技术的发展能够积极响应2016国家林业局《林业应对气候变化“十三五”行动要点》,研究利用无人机获取的高分辨率影像辅助小班精细区划,探索利用激光雷达和摄影测量技术估算森林蓄积量的方法,以优化、完善森林资源调查监测体系,提升航天航空遥感技术对森林资源调查监测体系的支撑能力。微波光子学涉及的大数据传输与微波毫米波关键器件的研究成果能打破国外技术的垄断,提高光电信息领域的核心竞争力,推动航空航天、船舶与海洋以及智能交通等领域的发展,具有巨大的经济社会效益。

二、研究方向

基于共建三方的实际情况与当前的技术特征,拟建实验室的研究工作将围绕“面向5g通信微波光子应用技术平台”、“基于微波光子技术微波/毫米波关键器件与系统开发平台” 与 “激光雷达林业应用平台”三个平台展开

方向1:面向5g通信微波光子应用技术的研究

基于mz调制器串并联线性化与低偏置技术研制大动态范围、低噪声微波光链路技术,便于5g超宽带信号的传输。具体而言:基于双调制器结构建立微波光链路的理论解析模型;研究光源的功率、rin、驱动电流噪声,调制器的半波电压、消光比、光插入损耗、偏置电压、偏置电源噪声、调制器串并联结构的分光比和偏振度,前置放大器的增益、噪声系数,光链路的传输距离、损耗,以及光探测器的响应度、热噪声、散弹噪声对动态范围的影响;研制低噪声光源的控制模块,提供低噪声的驱动电流,并进行恒功率控制、恒温控制和保护;研制mz调制器的低偏置控制模块,能够实时补偿调制器的半波电压漂移,将mz调制器控制在设定的工作点;研制易调节、高稳定的mz调制器串、并联模块,能够进行分光比和调制信号相位的微调;基于理论模型,开发链路综合仿真软件,并对链路进行优化设计;根据微波接收机对链路的性能指标要求,确定微波光链路中各环节主要参数的合理取值和冗余,为链路的研制奠定理论基础并提供高效的设计工具。

方向2:基于微波光子技术的微波/毫米波关键器件与系统的研制

采用光子技术来突破“电子瓶颈”,研制制约微波毫米波通信的技术发展的关键设备,立足于光电振荡器的研究。具体而言:研制低相噪、高边摸抑制的超稳定微波毫米波光电振荡器。研究微波光子链路的增益、噪声系数、动态范围等关键指标与光电振荡器(opto-electronic oscillator,oeo)相噪的关联性;提出利于实现oeo低相噪的微波光子链路框架;基于大动态微波光子链路探索oeo降噪的新方法;研究微波放大器与光电探测器的闪烁噪声对近载频相噪的寄生机制;综合考虑系统的高斯白噪声与闪烁噪声,对oeo建立更为完备的理论模型。建立注入锁定oeo的理论解析模型;研究注入源信号对oeo振荡信号相噪与边模抑制比的影响;研究制约锁定带宽的关键因素,探索调节锁定带宽的可行性方法;研究边模抑制与相噪损伤的权衡关系;研究两级注入锁定结构的基本原理与方法,探索实现近载频与远载频低相噪统一性的可行性方案。研究电光调制器、光纤延时卷等核心部件对外界温度、应力与振动的敏感性;针对注入锁定型oeo,研究导频法提取oeo环路延时波动的可行性方案;探索以导频控制为主,温控、防震为辅的综合性控制模式;研究稳定性控制电路的噪声寄生机制;研制低相噪稳定性控制电路。

方向3:基于激光雷达的数字化林业检测与分析技术的研究

建立完善的激光雷达林业应用平台,该平台具备森林属性调查自动化、数字化分析功能,可提供准确的森林遥感探测数据、森林数字化分析及管理功能。平台通过高精度的数据扫描,及高效的核心数据处理系统,提取一系列基于激光雷达点云数据和光谱数据的森林参数和统计变量,包括树冠高度变量、密度变量、强度变量、郁闭度、叶面积指数和间隙率等。快速反演生物量,森林蓄积量,森林覆盖率;了解其疏密程度以及不同树龄树木的情况、推算不同树种数量;获取森林地面dem,实现森林结构参数自动提取以及三维场景重建,用于林业的监控与管理。

三、团队成员

   该平台挂靠湖南工学院电气与信息工程学院,负责人为洪俊博士,现任电气与信息工程学院副院长,该平台目前拥有专职研究人员18人,具体为:

序号

姓名

性别

出生年月

学历

专业

职称

职务

岗位

1

王小虎

1981.12

博士

电子信息

副教授

 

研发

2

刘海波

1981.03

博士

通信工程

副教授

 

研发

3

杜鸣笛

1978.07

博士

电子信息

副教授

 

研发

4

喻  霞

1983.05

博士

物理电子

副教授

 

研发

5

李祖林

1966.09

硕士

控制工程

教授

院长

管理

6

姚胜兴

1965.01

硕士

控制工程

教授

 

研发

7

陈  敏

1978.03

博士

计算机

教授

 

研发

8

陈冬初

1973.10

专科

管理工程

其他

 

管理

9

张松华

1980.03

硕士

电子信息

副教授

 

研发

10

冯光伍

1975.03

大专

机械设计

工程师

 

研发

11

王勇刚

1980.09

硕士

电子信息

讲师

 

实验

12

肖冬瑞

1984.11

硕士

光学工程

讲师

 

实验

13

汤群芳

1983.02

博士

通信工程

副教授

 

实验

14

严亚周

1980.11

硕士

计算机

讲师

 

管理

15

彭志强

1996.03

硕士

通信工程

助教

 

实验

16

潘平兰

1987.12

专科

机械设计

助理工程师

 

实验

17

刘蓓

1994.07

专科

会计

其他

 

管理

 

四、承担的部分科研课题

序号

项 目 名 称

项目来源

起止时间

合同经费

1

高性能超宽带无线光子接收机的研制2017gk2160

2017湖南省科技厅工业支撑重点项目

2017-2019

40.00

2

长链非编码rna识别及其功能挖掘方法研究 61772192

2018国家自科基金面上项目

2018-2019

16.00

3

90-96g毫米波上下变频分系统的研制

南京冉思电子科技有限公司(横向)

2017-2018

31.00

4

微波级低相噪光电混合振荡源的设计2015gk3028

2015省科技厅工业支撑重点项目

2015-2017

30.00

5

基于光子技术微波接收机的研制16a054

湖南省教育厅重点研发项目

2016-2018

4.00

6

注入锁定光电振荡器及其稳定性控制电路的研究13b158

湖南省教育厅科研课题青年项目

2013-2015

2.50

7

城市交通中智能车辆环境感知系统去雾研究no.2017jj3053

湖南省自然科学基金青年项目

2017-2019

5.00

8

海上大型游艇智能视频监控系统去雾研究nos.17a051

湖南省教育厅科学研究重点项目

2017-2020

5.00

9

分数傅立叶变换区域光束整形与聚焦元器件优化设计2015jj6027

自然科学基金

2015-2017

5.00

10

含负折射率纳米结构中等离激元局域与聚焦理论研究11547205

国家自然科学基金

2016-2017

5.00

11

高频太赫兹光束与长焦深元件优化设计2018jj3106

自然科学基金

2018-2020

5.00

12

基于调制器线性化技术的大动态微波光接收系统的研制15a046

湖南省教育厅

2015-2017

3.00

13

衡阳市光电信息检测与处理重点实验室2016kf07

衡阳市科技局

2016-2018

10.00

14

无人机航拍高清图像的接收与传输技术研究2017kj064

衡阳市科技局

2017-2019

20.00


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