【摘要】：近年來,以5G移動通信技術(shù)為代表的新通信技術(shù)日益受到人們的關(guān)注。頻譜資源是一種不可再生的資源,隨著近年來通信業(yè)的飛速發(fā)展,可用的頻譜資源日益枯竭,無線接入在帶寬和速率上漸漸到達瓶頸。在適洋的背景下,以光載射頻技術(shù)為代表的新無線傳輸技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。直接調(diào)制光載射頻鏈路中,射頻信號直接加到半導(dǎo)體激光器上,輸出光譜強度隨外加射頻信號的變化而線性變化,強度調(diào)制輸出光經(jīng)過長光纖鏈路傳輸后到達光電探測器,拍頻后得到衰減的原射頻信號。與無線傳輸鏈路相比,直接調(diào)制光載射頻鏈路具有鏈路結(jié)構(gòu)簡單、適合快速部署、傳輸容量大、保密性好等優(yōu)點,在室內(nèi)無線信號傳輸、軍事通信、5G信號傳輸方面具有巨大的應(yīng)用前景。本論文設(shè)計了一款工作頻段為10 MHz-4 GHz的直接調(diào)制光載射頻鏈路,并對鏈路性能進行了研究及測試。與間接調(diào)制相比,直接調(diào)制激光器具有更大的光譜啁啾,本文對直接調(diào)制激光器的啁啾產(chǎn)生,及啁啾對模擬光載射頻鏈路性能的影響進行了分析,并通過實驗對相關(guān)的理論分析進行了驗證。首先,分析了光載射頻鏈路在射頻信號傳輸方面的優(yōu)勢及未來發(fā)展前景,回顧了自上世紀六十年代以來國內(nèi)外學(xué)者對于光載射頻鏈路的研究歷程,介紹了光載射頻鏈路系統(tǒng)的基本概念與研究現(xiàn)狀。接著,分別對直接調(diào)制光載射頻鏈路和外調(diào)制光載射頻鏈路分別進行了建模,對由半導(dǎo)體激光器、光纖和光電探測構(gòu)成的最基本的直接調(diào)制光載射頻鏈路進行了分析,介紹了各器件性能對鏈路整體性能的影響從速率方程推導(dǎo)作為切入點,對直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器輸出光譜的頻率啁啾進行了研究,推導(dǎo)了含有啁啾的強度調(diào)制信號經(jīng)長光纖傳輸后,光譜啁啾與光纖色散疊加對鏈路造成的影響。然后,利用實驗室現(xiàn)有器件,設(shè)計并制作了一款直接調(diào)制光載射頻鏈路,并對該鏈路的性能進行了測試。隨后利用高分辨率復(fù)數(shù)光譜儀和射頻測量儀器,對直接調(diào)制激光器輸出光譜啁啾及其對鏈路造成的影響進行了測量,實際測量結(jié)果與理論推導(dǎo)吻合程度好。測量結(jié)果表明,通過控制直接調(diào)制激光器的偏置電流與溫度處于合適的狀態(tài),能夠使光譜啁啾處于較低的水平,從而提升鏈路的諧波特性。
【圖文】：

圖２．２直接調(diào)制激光器電光特性曲線逡逑如圖２．２為半導(dǎo)體激光器的電光特性曲線圖，其中表示半導(dǎo)體激光器的斜率效率，逡逑衡量半導(dǎo)體激光器電光轉(zhuǎn)換效率高低的物理量。／，？為半導(dǎo)體激光器閾值電流，當(dāng)激光器逡逑置電流大于閾值電流時，激光器輸出光功率隨偏置電流線性變化。在調(diào)制信號上增加直逡逑偏置／Ａ，＾，能夠防止直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器出現(xiàn)截止失真。當(dāng)偏置電流／／＿＞／，？時，直逡逑調(diào)制半導(dǎo)體激光器輸出的瞬時光功率７＾（０可以表示為＾逡逑Ｐｉ．Ｄ（ｔ）邋＝邋ｓｗＩｗ（ｔ）邋＝邋ｓｗ（１ｈ，，ａｓ－Ｉｌｈ邋＋邋Ｉｎｍｉ（ｔ））邐（２．１）逡逑中，為加載到激光器ｉ的射頻調(diào)制電流。逡逑在光接收端，經(jīng)過拍頻恢復(fù)出來的光電流／＆，（／）則為逡逑／ｄｅ，（０邋＝邋＾ｃ，（０邋＝邋＾７；Ｐ，0（／）邐（２．２）逡逑

邐光栜路邐射頻輸出逡逑圖２．１直接調(diào)制光載射頻鏈路結(jié)構(gòu)逡逑飽和區(qū)逡逑輸“邐＾一＾■—－逡逑蠢身：：士逡逑自激輻射＼邐＾逡逑輸入電流逡逑圖２．２直接調(diào)制激光器電光特性曲線逡逑如圖２．２為半導(dǎo)體激光器的電光特性曲線圖，其中表示半導(dǎo)體激光器的斜率效率，逡逑是衡量半導(dǎo)體激光器電光轉(zhuǎn)換效率高低的物理量。／，？為半導(dǎo)體激光器閾值電流，當(dāng)激光器逡逑偏置電流大于閾值電流時，激光器輸出光功率隨偏置電流線性變化。在調(diào)制信號上增加直逡逑流偏置／Ａ，＾，能夠防止直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器出現(xiàn)截止失真。當(dāng)偏置電流／／＿＞／，？時，直逡逑接調(diào)制半導(dǎo)體激光器輸出的瞬時光功率７＾（０可以表示為＾逡逑Ｐｉ．Ｄ（ｔ）邋＝邋ｓｗＩｗ（ｔ）邋＝邋ｓｗ（１ｈ，ａｓ－Ｉｌｈ邋＋邋Ｉｎｍｉ（ｔ））邐（２．１）逡逑其中，為加載到激光器ｉ的射頻調(diào)制電流。逡逑在光接收端，經(jīng)過拍頻恢復(fù)出來的光電流／＆，（／）則為逡逑／ｄｅ
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.1

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本文編號：2618430