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ROF系统中光生微波毫米波技术研究

发布时间:2018-01-20 15:58

  本文关键词: 光生毫米波 三角波 高倍频因子 四波混频 光纤色散 出处:《西安电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:宽带网络技术和无线通信技术是当今信息通信领域影响最大的两个技术,二者的结合是未来通信行业发展的趋势。基于光子技术的光载射频(ROF)技术能够直接生成、传输和传播微波、毫米波信号,近些年来引起人们的广泛关注。光生微波毫米波技术是ROF系统的主要研究方向之一,本文重点对光学生成微波、毫米波信号的外调制方案进行了研究。首先,论文介绍了ROF系统的研究背景、工作原理及应用前景,对国内外已提出的几种光生毫米波技术方案进行了简要总结,包括直接调制技术、光学外差法、光电振荡器和外调制技术。并对基于外调制的三角波生成方案进行了简要描述。其次,论文介绍了光生毫米波技术中常用的光电器件,包括马赫-曾德尔调制器和光电探测器,着重推导了SE-MZM、DE-MZM和DP-MZM的输出光电场的形式,另外简要描述了光纤色散和FWM效应的相关理论。然后,基于MZM和DP-MZM级联实现了一种高倍频因子的倍频方案。利用外调制实现的六倍频和四波混频实现的三倍频,共同实现光学产生18倍频RF信号。论文中分别对六倍频和十八倍频方案进行了详细的理论分析,之后通过了仿真和实验验证。实验验证表明六倍频方案可以生成频率为16.78GHz的射频信号,光谐波抑制比和射频谐波抑制比均达到20dB,十八倍频方案可以生成频率为24GHz的射频信号,光谐波抑制比和射频谐波抑制比分别达到8dB和16dB。最后,提出了一种通过合理设置DE-MZM,并利用光纤色散来生成高脉冲重复率的三角波方案。射频信号通过DE-MZM的一臂调制光载波,另一臂空载。仿真显示,该方案可以生成脉冲重复率与参考RF信号频率相同的三角波。该方案结构简单、性价比高。
[Abstract]:Broadband network technology and wireless communication technology are the two most influential technologies in the field of information and communication. The combination of the two is the trend of the future communication industry. The photonic technology based on photonic technology can directly generate, transmit and spread microwave and millimeter-wave signals. In recent years, people pay more and more attention to the microwave and millimeter wave technology, which is one of the main research directions of ROF system. In this paper, we focus on the optical generation of microwave. The external modulation scheme of millimeter wave signal is studied. Firstly, the research background, working principle and application prospect of ROF system are introduced. Several methods of millimeter wave generation are briefly summarized, including direct modulation technique and optical heterodyne method. Optoelectronic oscillator and external modulation technology. The triangular wave generation scheme based on external modulation is briefly described. Secondly, the paper introduces the commonly used optoelectronic devices in the technology of photogenerated millimeter wave. Including Mach-Zehnder modulator and photodetector, the form of output photoelectric field of SE-MZM DE-MZM and DP-MZM is derived emphatically. In addition, the theory of fiber dispersion and FWM effect is briefly described. Based on MZM and DP-MZM cascade, a frequency doubling scheme with high frequency doubling factor is implemented. Optical generation of 18 frequency doubling RF signals is realized together. In this paper, six and 18 frequency doubling schemes are analyzed in detail. The experimental results show that the sixth harmonic doubling scheme can generate radio frequency signal with a frequency of 16.78 GHz, and the optical harmonic suppression ratio and the radio frequency harmonic suppression ratio are both 20 dB. The 18 frequency doubling scheme can generate a frequency of 24 GHz radio frequency signal. The optical harmonic suppression ratio and radio frequency harmonic suppression ratio are 8 dB and 16 dB respectively. Finally. In this paper, a triangle wave scheme is proposed to generate high pulse repetition rate by reasonably setting DE-MZM and using fiber dispersion. RF signal modulates optical carrier through one arm of DE-MZM. The simulation results show that the scheme can generate triangular waves with the same repetition rate as the reference RF signal frequency. The scheme is simple in structure and high in cost performance.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN015

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本文编号:1448795

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