發(fā)布時間：2020-02-10 05:13

【摘要】：光載射頻通信是融合光通信與微波通信于一體的一種通信技術(shù),它是研究光子信號和微波信號相互作用的一門學(xué)科。光載射頻通信充分利用光纖通信超帶寬,低損耗以及抗電磁干擾等優(yōu)勢,滿足了下一代寬帶無線接入的需求。光載射頻通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)就是光生毫米波。本論文研究的重點(diǎn)是基于外調(diào)制器技術(shù),運(yùn)用倍頻方案實(shí)現(xiàn)光生毫米波信號的方法,并結(jié)合四波混頻效應(yīng),受激布里淵散射以及薩格納克環(huán)等光學(xué)非線性作用產(chǎn)生不同倍頻因子的光生毫米波信號。首先,本文分析了電光調(diào)制的物理基礎(chǔ)以及基本原理。隨后關(guān)于馬赫-曾德爾調(diào)制器MZM的工作原理進(jìn)行了介紹,并闡述了DSB,SSB,OCS-DSB這三種基本調(diào)制方式,并給出了OSSR,RFSSR, CNR和相位噪聲這四個性能指標(biāo)的定義。其次,基于雙平行馬赫-曾德爾電光外調(diào)制器DPMZM,本文提出了兩個實(shí)現(xiàn)光學(xué)八倍頻毫米波信號生成方案和一個實(shí)現(xiàn)光學(xué)十四倍頻毫米波信號生成方案。仿真結(jié)果表明：在沒有任何光的和電的濾波器的情況下,級聯(lián)DPMZM八倍頻方案光諧波抑制比OSSR達(dá)到28dB,電諧波抑制比RFSSR達(dá)到23.5dB;并聯(lián)DPMZ八倍頻方案最佳光諧波抑制比OSSR達(dá)到20.5dB,電諧波抑制比RFSSR達(dá)到41dB；并聯(lián)DPMZ十四倍頻方案光諧波抑制比OSSR達(dá)到48dB,電諧波抑制比RFSSR達(dá)到33.6dB。然后,論文實(shí)驗(yàn)研究了一種以DPMZM為主,薩格納克環(huán)為輔的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)光學(xué)八倍頻毫米波信號的生成。在沒有任何電的和光的濾波器的條件下,實(shí)現(xiàn)了3GHz的八倍頻實(shí)驗(yàn)。OSSR可以達(dá)到18.4dB, RFSSR可以達(dá)到16.1dB,相位噪聲為-83.8dBc/Hz@1KHz,滿足相位噪聲惡化理論值。由于該方案不需要任何濾波器,因此有很好的調(diào)諧性,實(shí)驗(yàn)同時完成了6GHz,6.3GHz,6.6GHz,6.9GHz四個不同頻率的八倍頻毫米波信號生成實(shí)驗(yàn)。最后,論文給出了基于四波混頻效應(yīng)和受激布里淵散射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光學(xué)十八倍頻和光學(xué)六倍頻的毫米波信號生成方案。十八倍頻方案中,在環(huán)路中不斷的利用SOA的四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生更高次諧波,并通過FBG(其中用到了偏振特性進(jìn)行濾波)濾出需要的邊帶,實(shí)現(xiàn)光學(xué)十八倍頻毫米波信號生成。隨后結(jié)合外調(diào)制器,SOA的四波混頻效應(yīng),受激布里淵散射的偏振撲拉效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了光學(xué)六倍頻毫米波信號,并通過VPI仿真平臺進(jìn)行了驗(yàn)證。
【圖文】：

統(tǒng)中采用外調(diào)制。當(dāng)前應(yīng)用最鋼饑的就是馬赫－曾德爾調(diào)制器ＭＺＭ。由于Ｅ嗽比較大，所Ｗ在毫米波鏈路中多采用ＭＺＭ。逡逑１）妮酸堘ＭＺＭ調(diào)制器的原理逡逑上面的介紹中，，可Ｗ得知，當(dāng)施加電信號于電光材料時，電光材料內(nèi)部的會發(fā)生變化，可利用此特性來實(shí)現(xiàn)電光調(diào)制。當(dāng)電光晶體材料的折射率Ａｎ邋＝邋ａＥ，這里只考慮一階電光效應(yīng)，當(dāng)光波進(jìn)入銀酸堘波導(dǎo)，傳輸距離，正交偏振方向上的兩束光波的相位差為；逡逑＾＜２＞邋＝r-么打左邐式（１＿３）＞１／邋０逡逑其中，Ａ為光載波波長。將式（１－２）帶入得：逡逑冗ｒ？逡逑二下地Ｌ邐式（１－４）NB。逡逑由此可＾得出正交偏振的兩束光的相位差與外加電場成正比，當(dāng)Ａ＾＾＝ｉ化＾逡逑電信號電壓值稱為電光調(diào)制器的半波電壓Ｋ。。逡逑電

光波導(dǎo)邐３逡逑圖１．６馬赫－曾德爾外調(diào)制器示意圖逡逑目前最常用的馬赫曾德爾調(diào)制器，它消光比很高，可達(dá)到４０ｄＢＷ上；插入逡逑損耗也較低；調(diào)制帶寬在７０ＧＨｚ邋Ｗ上，因而在通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，是逡逑光通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵光學(xué)器件。馬赫曾德爾強(qiáng)度調(diào)制器就是巧兩個相位調(diào)制器集逡逑成而來的，兩個相位調(diào)制器集成于一個馬赫曾德爾干涉儀架構(gòu)中，如圖１．６所示，逡逑是常用的馬赫曾德爾外調(diào)制器的結(jié)構(gòu)。主要構(gòu)成部分是兩個Ｙ型波導(dǎo)，制作于波逡逑導(dǎo)上的電驅(qū)動接口，首尾用于導(dǎo)入光信號的尾纖。光波信號經(jīng)過光纖進(jìn)入第一個Ｙ逡逑型波導(dǎo)，兩路光信號在經(jīng)過兩個波導(dǎo)之后于第二個Ｙ型波導(dǎo)的匯合處匯合。逡逑如果制作工藝精準(zhǔn)，兩路光功率相等，即消光比理想。由于兩路光波在經(jīng)過逡逑各自的波導(dǎo)時
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.1;TN925

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本文編號：2578070