图1. Wideband image-reject RF channelization based on soliton microcombs

（基于微腔孤子光频梳的超宽带镜频抑制射频信道化）

信道化接收机可将宽带信号切割成一系列适合电学处理的窄带信号，是实现跨频段射频信号接收的重要方式，广泛应用于无线通信、频谱感知、雷达探测等系统中。传统的电学信道化技术难以高效实现带宽10GHz以上信号的接收，微波光子信道化技术虽被视作超宽带信号接收的有效技术途径之一，但现有方案仍面临两大技术困境：超宽带高精细信道化难以实现、宽频带串扰抑制比不足。

近日，天元实验室研究团队提出并实现了一种基于微腔孤子光频梳的超宽带镜频抑制射频信道化接收机。该团队利用两个半径相差1μm的高Q值氮化硅微环谐振腔产生了信号光频梳和本振光频梳，其光谱如图2所示。该光梳具有接近100GHz的重频、低至1.2GHz重频差以及数十根可用的梳齿，让超宽带高精细信道化变得可行。通过单边带电光转换，将射频信号复制到信号光频梳的每一根梳齿处。然后，射频信号的特定频段在不同梳齿处由本振光频梳增强，最终通过实验室此前提出的Balanced-Hartley镜频抑制混频接收机将宽带信号分割到多个中频窄带子信道。Balanced-Hartley镜频抑制混频有效抑制了镜频干扰和高次谐波等杂散分量，解决了现有微波光子信道化技术宽频带串扰抑制比不足的难题。基于该接收机，团队成功在8-37GHz频段将信号分割到25个信道，串扰抑制比均高于34dB，如图3所示。这为片上集成的超大带宽信道化接收机提供了一种全新的思路。

该工作受邀以“Wideband Image-reject RF Channelization Based on Soliton Microcombs”为题发表于APL Photonics，并遴选为编辑精选（Editors’ Pick）论文。天元实验室潘时龙教授、何吉骏教授和朱丹教授为共同通讯作者，博士生丁杰文和硕士生吴怡凡为共同第一作者。

图2. （a）双孤子微梳光谱图，（b）实验中所选取的25对孤子微梳光谱细节，（c）25对孤子微梳的频差测量结果

图3. 宽带镜频抑制信道化接收机测试结果，（a）输入到不同信道的待测双音信号频率与镜频抑制比，（b-g）信道1，5，15，20，25的镜频抑制信道化输出频谱

论文信息

J. Ding, Y. Wu, H. Yang, C. Zhang, Y. Zhang, J. He, D. Zhu, and S. Pan, “Wideband image-reject RF channelization based on soliton microcombs,” APL Photonics, vol. 8, no. 9, 090801 (2023). (https://doi.org/10.1063/5.0165848)