【摘要】：微波光纖傳輸系統(tǒng)因具有損耗低、傳輸帶寬大、電磁兼容等優(yōu)點,可實現(xiàn)遠距離傳輸,因此得到了廣泛的應用。光纖傳輸微波信號時,光纖折射率和光纖長度隨著環(huán)境溫度、應力等因素變化會對系統(tǒng)產(chǎn)生外加的相位抖動,導致接收端的信號相位不穩(wěn)定。針對微波光纖傳輸中電域穩(wěn)相控制的關鍵技術,本文采用往返相位校正的方法從相位檢測、相位補償和自適應相位控制三個方面展開研究。(1)相位檢測:根據(jù)往返相位補償原理,利用鑒相模塊對發(fā)送端本地微波信號與接收端反饋回來的信號進行相位差檢測。然后鑒相器輸出有相位差信息的電壓信號,經(jīng)過嵌入式處理器由模數(shù)轉換進行信號采樣和數(shù)據(jù)處理,從而完成微波信號相位的檢測。同時,為抑制電源和微波器件帶來的噪聲以提高鑒相精度,設計了專門的電源穩(wěn)壓模塊。(2)相位補償:系統(tǒng)采用模擬微波壓控移相器對相位進行補償。采集到相位差信息之后,通過數(shù)模轉換輸出的模擬電壓來調節(jié)微波電控移相器的控制電壓,由直調激光器調制的微波信號即為相位補償之后的信號。光纖遠程傳輸后,接收端利用光電探測器進行直接檢測,使解調的微波信號相位和發(fā)送端微波信號相位實現(xiàn)同步。(3)自適應相位控制:在發(fā)送端穩(wěn)相控制系統(tǒng)中,由于模擬-數(shù)字轉換模塊采集鑒相模塊輸出的電壓帶有兩倍相位抖動信息,數(shù)字-模擬轉換輸出的電壓通過自適應控制算法來實時地控制移相器補償一倍的相位抖動,從而對微波信號的相位進行自動控制。最后,在實驗室組建了系統(tǒng)測試鏈路,對2.4GHz微波信號傳輸50km單模光纖的穩(wěn)相控制系統(tǒng)進行了測試。實驗測得2000秒內信號相位抖動小于1.7ps;施加應力的情況下100秒內信號相位抖動小于4.8ps。
[Abstract]:Microwave optical fiber transmission system has been widely used because of its advantages of low loss, large transmission bandwidth and electromagnetic compatibility. When optical fiber transmits microwave signal, the change of fiber refractive index and fiber length with ambient temperature, stress and other factors will produce additional phase jitter on the system, resulting in the signal phase instability at the receiving end. Aiming at the key technology of phase stabilization in electric domain in microwave fiber transmission, this paper studies the three aspects of phase detection, phase compensation and adaptive phase control by using round trip phase correction method. (1) Phase detection: according to the principle of round-trip phase compensation, Phase discrimination module is used to detect the phase difference between the local microwave signal at the transmitter and the signal returned from the receiver. Then the phase discriminator outputs the voltage signal with the phase difference information. The signal is sampled and processed by the embedded processor by analog-to-digital conversion, thus the phase detection of the microwave signal is completed. At the same time, in order to suppress the noise caused by power supply and microwave devices to improve the accuracy of phase detection, a special power supply voltage stabilizer module is designed. (2) Phase compensation: the system uses analog microwave voltage-controlled phase shifter to compensate the phase. After the phase difference information is collected, the control voltage of the microwave electronic controlled phase shifter is adjusted by the analog voltage of the digital-analog conversion output. The microwave signal modulated by the direct-modulated laser is the signal after the phase compensation. After the optical fiber remote transmission, the receiver directly detects the phase of the demodulated microwave signal and the transmitter microwave signal by using photodetector. (3) Adaptive phase control: in the transmitter phase stabilization control system, Because the output voltage of the analog to digital converter module has double phase jitter information, the output voltage of the digital to analog conversion module can be controlled in real time by the phase shifter to compensate for the double phase jitter through adaptive control algorithm. The phase of microwave signal is controlled automatically. Finally, the system test link is set up in the laboratory, and the stable phase control system of 2.4GHz microwave signal transmission 50km single-mode fiber is tested. The experimental results show that the signal phase jitter is less than 1.7psin 2000 seconds and less than 4.8ps in the case of stress.
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN925

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本文編號：2125112