微波光子链路相位噪声研究

发布时间：2018-06-30 21:47

  本文选题：微波光子链路 + 强度调制器　； 参考：《西安电子科技大学》2015年硕士论文

【摘要】：微波光子学是一门融合了微波技术和光纤技术的新兴交叉学科。微波光子链路(Microwave Photonic Links,MPLs)是微波光子学的主要研究内容之一,它包含了光信号的产生、处理、控制和馈送。微波光子链路具有传输带宽大、抗电磁干扰,损耗小且损耗受传输信号频率影响小等特点,所以微波光子链路在远距离传输、高频信号传输方面的优势明显。相位噪声是微波光子链路的重要性能指标。低相位噪声微波光子链路的设计和实现是业界的热点研究问题。本文在介绍了微波光子器件的工作原理和特征参数的基础上,对微波光子链路的热噪声、散弹噪声以及激光器的相对强度噪声进行了详细的分析,重点研究了直接调制链路和外调制链路的相位噪声。论文不仅对微波光子链路相位噪声进行了理论分析,而且搭建了实验平台,完成了外调制链路和直接调制链路馈送10MHz、400MHz和2GHz射频信号的实验,并对实验结果进行了分析。实验结果表明,在馈送低频信号时,直调链路的相位噪声性能优于外调制链路;在馈送中高频信号时,二者的相位噪声性能接近。研究了降低链路相位噪声的方法,包括优选微波光子器件,使用窄带滤波器、限幅器等。实验结果表明,在微波光子链路中使用低相位噪声的微波光子器件可以使链路的相位噪声得到一定改善;使用限幅器,相位噪声可以降低10dB@10KHz;利用光电探测器的非线性,使其工作在高饱和功率区,仿真结果表明相位噪声可降低20到30dB。
[Abstract]:Microwave photonics is a new interdisciplinary subject that combines microwave technology with optical fiber technology. Microwave photonic links (MPLs) is one of the main research contents of microwave photonics, which includes the generation, processing, control and feed of optical signals. Microwave photonic link has the characteristics of large transmission bandwidth, anti-electromagnetic interference, low loss and little influence of transmission signal frequency, so microwave photonic link has obvious advantages in long-distance transmission and high-frequency signal transmission. Phase noise is an important performance index of microwave photonic link. The design and implementation of low phase noise microwave photonic link is a hot topic in the industry. Based on the introduction of the operating principle and characteristic parameters of microwave photonic devices, the thermal noise, projectile noise and relative intensity noise of laser are analyzed in detail in this paper. The phase noise of direct modulation link and external modulation link is studied emphatically. In this paper, the phase noise of microwave photonic link is not only analyzed theoretically, but also the experimental platform is built. The experiment of feeding 10MHz and 2GHz RF signals by external modulation link and direct modulation link is completed, and the experimental results are analyzed. The experimental results show that the phase noise performance of the direct-modulation link is better than that of the external modulation link when the low-frequency signal is fed, and the phase noise performance of the direct-modulation link is similar to that of the medium-high frequency signal. The methods of reducing link phase noise are studied, including selective microwave photonic device, narrow band filter, limiter and so on. The experimental results show that the microwave photonic devices with low phase noise in microwave photonic link can improve the phase noise of the link to some extent, use limiter, the phase noise can be reduced by 10dB @ 10kHz, and utilize the nonlinearity of photodetector. The simulation results show that the phase noise can be reduced by 20 to 30 dB.
【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】：TN253;TN015

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本文编号：2086957