無濾波高倍頻光載毫米波生成技術
發(fā)布時間：2021-06-09 20:03
提出了一種無濾波的高倍頻光載毫米波生成方案.該方案未使用相關的光/電濾波器就可16倍頻的毫米波信號.整個系統(tǒng)采用三平行的馬赫-曾德爾調制器結構和單個馬赫-曾德爾調制器級聯(lián),通過調整系統(tǒng)的參數可以很好地抑制所有冗余光邊帶,只留下高質量的8階光邊帶,無需任何光/電濾波器就能夠得到16倍頻的高質量毫米波信號.另外,詳細分析了系統(tǒng)的工作原理,并通過仿真驗證了調制深度、消光比、移相器偏移以及調制器偏壓對系統(tǒng)的影響.研究結果表明將2Gbit/s的非歸零碼型數據與10GHz的射頻信號混頻后作為馬赫-曾德爾調制器的驅動信號,系統(tǒng)經過50km光纖傳輸后的鏈路功率代價為1.0dB,具有良好的傳輸性能.該方案對于無濾波的高倍頻毫米波生成有一定的參考價值.
【文章來源】：光子學報. 2020,49(04)北大核心EICSCD
【文章頁數】：9 頁
【部分圖文】：
毫米波發(fā)生器結構示意圖
在調制深度m=π時，三平行MZM調制器結構的輸出光譜圖如圖2所示，除-4階和+4階光邊帶之外的冗余邊帶幾乎被完全抑制，完全滿足系統(tǒng)需求．第二級MZM調制器的半波電壓Vπ＿2=4V，工作在最小傳輸點，將2Gbit/s的非歸零碼型的基帶數據信號調制在光信號上，然后經過摻鉺光纖放大器和光纖傳輸后到達接受端，其中光纖的色散系數為17ps/（nm·km），為了突顯色散對系統(tǒng)傳輸性能的影響，忽略光纖的非線性效應和損耗．在接收端，通過PD拍頻生成16倍頻毫米波信號，PD的響應靈敏度為R=0.6A/W．最終得到光譜圖和輸出RF信號圖，分別如圖3所示．由圖3可知，系統(tǒng)很好地抑制了除-8階和+8階信號光邊帶之外的冗余邊帶，光邊帶抑制比（Optical Sideband Suppression Ratio,OSSR）的值可達到41dB．同樣從頻譜圖可以得知160GHz以外的信號都被抑制，射頻雜散抑制比（Radio Frequency Stray Suppression Ratio,RFSSR）的值可以達到30dB．較高的OSSR和RFSSR說明系統(tǒng)得到的信號質量較高，純度較好．
第二級MZM調制器的半波電壓Vπ＿2=4V，工作在最小傳輸點，將2Gbit/s的非歸零碼型的基帶數據信號調制在光信號上，然后經過摻鉺光纖放大器和光纖傳輸后到達接受端，其中光纖的色散系數為17ps/（nm·km），為了突顯色散對系統(tǒng)傳輸性能的影響，忽略光纖的非線性效應和損耗．在接收端，通過PD拍頻生成16倍頻毫米波信號，PD的響應靈敏度為R=0.6A/W．最終得到光譜圖和輸出RF信號圖，分別如圖3所示．由圖3可知，系統(tǒng)很好地抑制了除-8階和+8階信號光邊帶之外的冗余邊帶，光邊帶抑制比（Optical Sideband Suppression Ratio,OSSR）的值可達到41dB．同樣從頻譜圖可以得知160GHz以外的信號都被抑制，射頻雜散抑制比（Radio Frequency Stray Suppression Ratio,RFSSR）的值可以達到30dB．較高的OSSR和RFSSR說明系統(tǒng)得到的信號質量較高，純度較好．系統(tǒng)需要對過程中的光邊帶抑制比和最終得到電信號的射頻雜散抑制比來進行狀態(tài)分析．調整MZM-c的偏壓一直處于最佳值，MZM-c的偏壓隨系統(tǒng)調制深度的變化如圖4所示，從圖中的曲線可以看出偏壓的變化趨勢先是逐漸減小后是逐漸增大．通過調整MZM-c的偏壓，可以達到恰好消除零階光邊帶的效果．
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于光載波抑制調制的可調諧高倍頻毫米波信號發(fā)生器[J]. 劉婷婷,裴麗,王一群,吳良英,鄭晶晶,李晶. 光子學報. 2018(12)
[2]基于并聯(lián)調制器的高倍頻毫米波信號生成[J]. 洪贊揚,王天亮,王金華. 激光技術. 2019(02)
[3]基于級聯(lián)雙平行MZM的16倍頻光生毫米波技術[J]. 應祥岳,徐鐵峰,李軍,文化鋒,張秀普. 光電子·激光. 2017(11)
[4]馬赫-曾德爾調制器任意偏置點穩(wěn)定控制技術[J]. 郝崇正,李洪祚,孫權,楊悅,王大帥. 光子學報. 2017(10)
[5]基于級聯(lián)調制器的24倍頻毫米波信號產生[J]. 彭繼慎,溫祿淳. 半導體光電. 2016(05)
[6]三角波掃頻的可調諧毫米波RoF下行鏈路性能分析（英文）[J]. 王一群,裴麗,李月琴,高嵩. 紅外與激光工程. 2016(05)
[7]基于雙平行馬赫-曾德爾調制器的光子倍頻毫米波生成的研究[J]. 張敬,王目光,邵晨光,李唐軍,簡水生. 光學學報. 2014(03)
[8]一種改進的基于前向調制技術生成60GHz毫米波方案[J]. 許麗麗,寧提綱,李晶,裴麗,油海東,陳宏堯,張嬋. 光學學報. 2013(02)
[9]毫米波副載波光纖通信技術的研究進展[J]. 方祖捷,葉青,劉峰,瞿榮輝. 中國激光. 2006(04)
碩士論文
[1]馬赫—曾德爾調制器偏置電壓自適應控制技術研究[D]. 譚芷瑩.華中科技大學 2016
本文編號：3221227
【文章來源】：光子學報. 2020,49(04)北大核心EICSCD
【文章頁數】：9 頁
【部分圖文】：
毫米波發(fā)生器結構示意圖
在調制深度m=π時，三平行MZM調制器結構的輸出光譜圖如圖2所示，除-4階和+4階光邊帶之外的冗余邊帶幾乎被完全抑制，完全滿足系統(tǒng)需求．第二級MZM調制器的半波電壓Vπ＿2=4V，工作在最小傳輸點，將2Gbit/s的非歸零碼型的基帶數據信號調制在光信號上，然后經過摻鉺光纖放大器和光纖傳輸后到達接受端，其中光纖的色散系數為17ps/（nm·km），為了突顯色散對系統(tǒng)傳輸性能的影響，忽略光纖的非線性效應和損耗．在接收端，通過PD拍頻生成16倍頻毫米波信號，PD的響應靈敏度為R=0.6A/W．最終得到光譜圖和輸出RF信號圖，分別如圖3所示．由圖3可知，系統(tǒng)很好地抑制了除-8階和+8階信號光邊帶之外的冗余邊帶，光邊帶抑制比（Optical Sideband Suppression Ratio,OSSR）的值可達到41dB．同樣從頻譜圖可以得知160GHz以外的信號都被抑制，射頻雜散抑制比（Radio Frequency Stray Suppression Ratio,RFSSR）的值可以達到30dB．較高的OSSR和RFSSR說明系統(tǒng)得到的信號質量較高，純度較好．
第二級MZM調制器的半波電壓Vπ＿2=4V，工作在最小傳輸點，將2Gbit/s的非歸零碼型的基帶數據信號調制在光信號上，然后經過摻鉺光纖放大器和光纖傳輸后到達接受端，其中光纖的色散系數為17ps/（nm·km），為了突顯色散對系統(tǒng)傳輸性能的影響，忽略光纖的非線性效應和損耗．在接收端，通過PD拍頻生成16倍頻毫米波信號，PD的響應靈敏度為R=0.6A/W．最終得到光譜圖和輸出RF信號圖，分別如圖3所示．由圖3可知，系統(tǒng)很好地抑制了除-8階和+8階信號光邊帶之外的冗余邊帶，光邊帶抑制比（Optical Sideband Suppression Ratio,OSSR）的值可達到41dB．同樣從頻譜圖可以得知160GHz以外的信號都被抑制，射頻雜散抑制比（Radio Frequency Stray Suppression Ratio,RFSSR）的值可以達到30dB．較高的OSSR和RFSSR說明系統(tǒng)得到的信號質量較高，純度較好．系統(tǒng)需要對過程中的光邊帶抑制比和最終得到電信號的射頻雜散抑制比來進行狀態(tài)分析．調整MZM-c的偏壓一直處于最佳值，MZM-c的偏壓隨系統(tǒng)調制深度的變化如圖4所示，從圖中的曲線可以看出偏壓的變化趨勢先是逐漸減小后是逐漸增大．通過調整MZM-c的偏壓，可以達到恰好消除零階光邊帶的效果．
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于光載波抑制調制的可調諧高倍頻毫米波信號發(fā)生器[J]. 劉婷婷,裴麗,王一群,吳良英,鄭晶晶,李晶. 光子學報. 2018(12)
[2]基于并聯(lián)調制器的高倍頻毫米波信號生成[J]. 洪贊揚,王天亮,王金華. 激光技術. 2019(02)
[3]基于級聯(lián)雙平行MZM的16倍頻光生毫米波技術[J]. 應祥岳,徐鐵峰,李軍,文化鋒,張秀普. 光電子·激光. 2017(11)
[4]馬赫-曾德爾調制器任意偏置點穩(wěn)定控制技術[J]. 郝崇正,李洪祚,孫權,楊悅,王大帥. 光子學報. 2017(10)
[5]基于級聯(lián)調制器的24倍頻毫米波信號產生[J]. 彭繼慎,溫祿淳. 半導體光電. 2016(05)
[6]三角波掃頻的可調諧毫米波RoF下行鏈路性能分析（英文）[J]. 王一群,裴麗,李月琴,高嵩. 紅外與激光工程. 2016(05)
[7]基于雙平行馬赫-曾德爾調制器的光子倍頻毫米波生成的研究[J]. 張敬,王目光,邵晨光,李唐軍,簡水生. 光學學報. 2014(03)
[8]一種改進的基于前向調制技術生成60GHz毫米波方案[J]. 許麗麗,寧提綱,李晶,裴麗,油海東,陳宏堯,張嬋. 光學學報. 2013(02)
[9]毫米波副載波光纖通信技術的研究進展[J]. 方祖捷,葉青,劉峰,瞿榮輝. 中國激光. 2006(04)
碩士論文
[1]馬赫—曾德爾調制器偏置電壓自適應控制技術研究[D]. 譚芷瑩.華中科技大學 2016
本文編號：3221227
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