基于双平行马赫—曾德尔调制器的微波光子混频方法研究
发布时间：2021-03-26 18:42
微波光子学作为一门新兴的交叉学科,主要研究微波信号与光信号之间的相互作用。由于具有大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等固有优势,微波光子技术突破了传统微波系统中的电子学瓶颈,并在光载无线通信、光控相控阵雷达、微波毫米波的光子学产生等领域中有着巨大的发展潜力和广阔的应用前景。在上述应用中均需要对微波信号的频率进行转换,以满足系统对发射和接收频率的需求。本文主要研究了三种微波光子混频方法。首先介绍了微波光子学的研究背景与意义,以及微波光子混频技术的研究现状。接下来,理论分析了微波光子系统的基本原理和特性。之后,提出了三种微波光子混频方法,对其原理进行了数学分析,并搭建了相应的实验系统完成了性能测试。最后总结全文并对微波光子混频技术进行了展望。本文主要研究工作如下:1.提出了一种超宽带微波光子下变频方法。双平行马赫-曾德尔调制器（Dual-parallel Mach-Zehnder modulator,DPMZM）、微波90°耦合器和光学带通滤波器的结合使用,可以对240 GHz的超宽带射频（Radio frequency,RF）和本振（Local oscillator,L...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统微波链路示意图
图 1-2 微波光子链路示意图Fig.1-2 Schematic diagram of microwave photonic link.波光子技术已经在不同场景下得到了应用。凭借着其独、抗电磁干扰能力强等优点，微波光子系统在光载无线通光子生成微波毫米波等应用中起到了重要的作用。线通信线通信技术是将无线通信和光纤通信相结合以满足高速新型无线接入技术。微波信号在中心站通过电光调制器加过光纤链路进行传输，到达基站后，利用光电探测器进微波信号，最后通过天线发射以无线传输的方式到达移动有带宽大、传输损耗低、体积小、重量轻、易于铺设、抗目前光载无线通信系统已经实现了一定程度上的商业使用线接入网。控阵雷达
子混频系统相比，基于载波抑制双边带调制的微波光子混频22-24]。 年，澳大利亚悉尼大学的 Erwin H. W. Chan 等人提出了一德尔调制器(Dual-parallel Mach-Zehnder modulator, DPMZM器，该系统结构示意图如图 1-3 所示[22]。DPMZM 中的两个流偏置电压工作在最小传输点，从而分别实现 RF 和 LO 信调制，主 MZM 的直流偏置电压用来进一步抑制光载波。DP通过掺铒光纤放大器(Erbium-doped fiber amplifier, EDFA)进偿 DPMZM 带来的插入损耗。光学带通滤波器用来抑制放d spontaneous emission, ASE)噪声。最后用光电探测器进行的 IF 信号。该系统的转换效率可达 7.8 dB。让 RF 信号在从行扫频，频率间隔为 1 GHz。LO 信号的频率随着 RF 信号以输出频率固定为 80 MHz 的 IF 信号。在 14 GHz 的 RF 扫效率足够平坦，仅有 1 dB 的波动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光载波抑制调制的星间微波光子下变频研究[J]. 李轩,赵尚弘,张薇,朱子行,韩磊,赵静. 光电子.激光. 2013(07)
[2]基于双通道马赫-曾德尔调制器调制边带滤波的微波光子移相器[J]. 郑鑫,王翌,卢春燕,金晓峰,章献民,池灏,郑史烈. 光学学报. 2012(12)
博士论文
[1]大动态范围微波光子下变频技术研究[D]. 蒋天炜.北京邮电大学 2014
[2]宽带大动态模拟光链路性能分析与关键技术研究[D]. 崔岩.北京邮电大学 2014
[3]基于铌酸锂调制器的微波光子信号处理技术与毫米波频段ROF系统设计[D]. 李建强.北京邮电大学 2009
本文编号：3102063
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统微波链路示意图
图 1-2 微波光子链路示意图Fig.1-2 Schematic diagram of microwave photonic link.波光子技术已经在不同场景下得到了应用。凭借着其独、抗电磁干扰能力强等优点，微波光子系统在光载无线通光子生成微波毫米波等应用中起到了重要的作用。线通信线通信技术是将无线通信和光纤通信相结合以满足高速新型无线接入技术。微波信号在中心站通过电光调制器加过光纤链路进行传输，到达基站后，利用光电探测器进微波信号，最后通过天线发射以无线传输的方式到达移动有带宽大、传输损耗低、体积小、重量轻、易于铺设、抗目前光载无线通信系统已经实现了一定程度上的商业使用线接入网。控阵雷达
子混频系统相比，基于载波抑制双边带调制的微波光子混频22-24]。 年，澳大利亚悉尼大学的 Erwin H. W. Chan 等人提出了一德尔调制器(Dual-parallel Mach-Zehnder modulator, DPMZM器，该系统结构示意图如图 1-3 所示[22]。DPMZM 中的两个流偏置电压工作在最小传输点，从而分别实现 RF 和 LO 信调制，主 MZM 的直流偏置电压用来进一步抑制光载波。DP通过掺铒光纤放大器(Erbium-doped fiber amplifier, EDFA)进偿 DPMZM 带来的插入损耗。光学带通滤波器用来抑制放d spontaneous emission, ASE)噪声。最后用光电探测器进行的 IF 信号。该系统的转换效率可达 7.8 dB。让 RF 信号在从行扫频，频率间隔为 1 GHz。LO 信号的频率随着 RF 信号以输出频率固定为 80 MHz 的 IF 信号。在 14 GHz 的 RF 扫效率足够平坦，仅有 1 dB 的波动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光载波抑制调制的星间微波光子下变频研究[J]. 李轩,赵尚弘,张薇,朱子行,韩磊,赵静. 光电子.激光. 2013(07)
[2]基于双通道马赫-曾德尔调制器调制边带滤波的微波光子移相器[J]. 郑鑫,王翌,卢春燕,金晓峰,章献民,池灏,郑史烈. 光学学报. 2012(12)
博士论文
[1]大动态范围微波光子下变频技术研究[D]. 蒋天炜.北京邮电大学 2014
[2]宽带大动态模拟光链路性能分析与关键技术研究[D]. 崔岩.北京邮电大学 2014
[3]基于铌酸锂调制器的微波光子信号处理技术与毫米波频段ROF系统设计[D]. 李建强.北京邮电大学 2009
本文编号：3102063
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