基于雙平行馬赫—曾德爾調(diào)制器的微波光子混頻方法研究
發(fā)布時(shí)間：2021-03-26 18:42
微波光子學(xué)作為一門新興的交叉學(xué)科,主要研究微波信號(hào)與光信號(hào)之間的相互作用。由于具有大帶寬、低傳輸損耗、抗電磁干擾等固有優(yōu)勢(shì),微波光子技術(shù)突破了傳統(tǒng)微波系統(tǒng)中的電子學(xué)瓶頸,并在光載無線通信、光控相控陣?yán)走_(dá)、微波毫米波的光子學(xué)產(chǎn)生等領(lǐng)域中有著巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。在上述應(yīng)用中均需要對(duì)微波信號(hào)的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以滿足系統(tǒng)對(duì)發(fā)射和接收頻率的需求。本文主要研究了三種微波光子混頻方法。首先介紹了微波光子學(xué)的研究背景與意義,以及微波光子混頻技術(shù)的研究現(xiàn)狀。接下來,理論分析了微波光子系統(tǒng)的基本原理和特性。之后,提出了三種微波光子混頻方法,對(duì)其原理進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析,并搭建了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完成了性能測(cè)試。最后總結(jié)全文并對(duì)微波光子混頻技術(shù)進(jìn)行了展望。本文主要研究工作如下:1.提出了一種超寬帶微波光子下變頻方法。雙平行馬赫-曾德爾調(diào)制器（Dual-parallel Mach-Zehnder modulator,DPMZM）、微波90°耦合器和光學(xué)帶通濾波器的結(jié)合使用,可以對(duì)240 GHz的超寬帶射頻（Radio frequency,RF）和本振（Local oscillator,L...
【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
傳統(tǒng)微波鏈路示意圖
圖 1-2 微波光子鏈路示意圖Fig.1-2 Schematic diagram of microwave photonic link.波光子技術(shù)已經(jīng)在不同場(chǎng)景下得到了應(yīng)用。憑借著其獨(dú)、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，微波光子系統(tǒng)在光載無線通光子生成微波毫米波等應(yīng)用中起到了重要的作用。線通信線通信技術(shù)是將無線通信和光纖通信相結(jié)合以滿足高速新型無線接入技術(shù)。微波信號(hào)在中心站通過電光調(diào)制器加過光纖鏈路進(jìn)行傳輸，到達(dá)基站后，利用光電探測(cè)器進(jìn)微波信號(hào)，最后通過天線發(fā)射以無線傳輸?shù)姆绞降竭_(dá)移動(dòng)有帶寬大、傳輸損耗低、體積小、重量輕、易于鋪設(shè)、抗目前光載無線通信系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一定程度上的商業(yè)使用線接入網(wǎng)�？仃�?yán)走_(dá)
子混頻系統(tǒng)相比，基于載波抑制雙邊帶調(diào)制的微波光子混頻22-24]。 年，澳大利亞悉尼大學(xué)的 Erwin H. W. Chan 等人提出了一德爾調(diào)制器(Dual-parallel Mach-Zehnder modulator, DPMZM器，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-3 所示[22]。DPMZM 中的兩個(gè)流偏置電壓工作在最小傳輸點(diǎn)，從而分別實(shí)現(xiàn) RF 和 LO 信調(diào)制，主 MZM 的直流偏置電壓用來進(jìn)一步抑制光載波。DP通過摻鉺光纖放大器(Erbium-doped fiber amplifier, EDFA)進(jìn)償 DPMZM 帶來的插入損耗。光學(xué)帶通濾波器用來抑制放d spontaneous emission, ASE)噪聲。最后用光電探測(cè)器進(jìn)行的 IF 信號(hào)。該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 7.8 dB。讓 RF 信號(hào)在從行掃頻，頻率間隔為 1 GHz。LO 信號(hào)的頻率隨著 RF 信號(hào)以輸出頻率固定為 80 MHz 的 IF 信號(hào)。在 14 GHz 的 RF 掃效率足夠平坦，僅有 1 dB 的波動(dòng)。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于光載波抑制調(diào)制的星間微波光子下變頻研究[J]. 李軒,趙尚弘,張薇,朱子行,韓磊,趙靜. 光電子.激光. 2013(07)
[2]基于雙通道馬赫-曾德爾調(diào)制器調(diào)制邊帶濾波的微波光子移相器[J]. 鄭鑫,王翌,盧春燕,金曉峰,章獻(xiàn)民,池灝,鄭史烈. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(12)
博士論文
[1]大動(dòng)態(tài)范圍微波光子下變頻技術(shù)研究[D]. 蔣天煒.北京郵電大學(xué) 2014
[2]寬帶大動(dòng)態(tài)模擬光鏈路性能分析與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 崔巖.北京郵電大學(xué) 2014
[3]基于鈮酸鋰調(diào)制器的微波光子信號(hào)處理技術(shù)與毫米波頻段ROF系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李建強(qiáng).北京郵電大學(xué) 2009
本文編號(hào)：3102063
【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
傳統(tǒng)微波鏈路示意圖
圖 1-2 微波光子鏈路示意圖Fig.1-2 Schematic diagram of microwave photonic link.波光子技術(shù)已經(jīng)在不同場(chǎng)景下得到了應(yīng)用。憑借著其獨(dú)、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，微波光子系統(tǒng)在光載無線通光子生成微波毫米波等應(yīng)用中起到了重要的作用。線通信線通信技術(shù)是將無線通信和光纖通信相結(jié)合以滿足高速新型無線接入技術(shù)。微波信號(hào)在中心站通過電光調(diào)制器加過光纖鏈路進(jìn)行傳輸，到達(dá)基站后，利用光電探測(cè)器進(jìn)微波信號(hào)，最后通過天線發(fā)射以無線傳輸?shù)姆绞降竭_(dá)移動(dòng)有帶寬大、傳輸損耗低、體積小、重量輕、易于鋪設(shè)、抗目前光載無線通信系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一定程度上的商業(yè)使用線接入網(wǎng)�？仃�?yán)走_(dá)
子混頻系統(tǒng)相比，基于載波抑制雙邊帶調(diào)制的微波光子混頻22-24]。 年，澳大利亞悉尼大學(xué)的 Erwin H. W. Chan 等人提出了一德爾調(diào)制器(Dual-parallel Mach-Zehnder modulator, DPMZM器，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-3 所示[22]。DPMZM 中的兩個(gè)流偏置電壓工作在最小傳輸點(diǎn)，從而分別實(shí)現(xiàn) RF 和 LO 信調(diào)制，主 MZM 的直流偏置電壓用來進(jìn)一步抑制光載波。DP通過摻鉺光纖放大器(Erbium-doped fiber amplifier, EDFA)進(jìn)償 DPMZM 帶來的插入損耗。光學(xué)帶通濾波器用來抑制放d spontaneous emission, ASE)噪聲。最后用光電探測(cè)器進(jìn)行的 IF 信號(hào)。該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 7.8 dB。讓 RF 信號(hào)在從行掃頻，頻率間隔為 1 GHz。LO 信號(hào)的頻率隨著 RF 信號(hào)以輸出頻率固定為 80 MHz 的 IF 信號(hào)。在 14 GHz 的 RF 掃效率足夠平坦，僅有 1 dB 的波動(dòng)。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于光載波抑制調(diào)制的星間微波光子下變頻研究[J]. 李軒,趙尚弘,張薇,朱子行,韓磊,趙靜. 光電子.激光. 2013(07)
[2]基于雙通道馬赫-曾德爾調(diào)制器調(diào)制邊帶濾波的微波光子移相器[J]. 鄭鑫,王翌,盧春燕,金曉峰,章獻(xiàn)民,池灝,鄭史烈. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(12)
博士論文
[1]大動(dòng)態(tài)范圍微波光子下變頻技術(shù)研究[D]. 蔣天煒.北京郵電大學(xué) 2014
[2]寬帶大動(dòng)態(tài)模擬光鏈路性能分析與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 崔巖.北京郵電大學(xué) 2014
[3]基于鈮酸鋰調(diào)制器的微波光子信號(hào)處理技術(shù)與毫米波頻段ROF系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李建強(qiáng).北京郵電大學(xué) 2009
本文編號(hào)：3102063
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