微波光子宽带信号变频技术研究
发布时间：2021-05-15 08:13
变频技术是微波通信中的核心模块。传统的电域混频器在高频段的性能指标已经趋于极限。近年来,微波光子技术由于其具有损耗小、抗电磁干扰、带宽大等优势备受关注,利用微波光子技术实现变频成为突破传统变频“电子瓶颈”的最有前景的技术之一。因此,深入开展微波光子变频的研究具有非常重要的科学意义和实用价值。本文对基于微波光子学的变频技术进行了深入的研究。首先介绍了微波光子学的学科背景以及微波光子变频技术相较电域变频的优势;接下来分析了微波光子变频的国内外研究现状和应用前景;之后介绍了微波光子变频中的核心器件和衡量系统性能的指标参数;最后归纳了近年来常用的三种微波光子变频结构并总结了各种方案的优缺点。在此理论基础上,本文提出了 一种基于光电振荡器和光域QPSK连续调制的上变频结构。该结构中利用光电振荡器提供双边带信号,采用双平行马赫增德尔调制器对其中一个一阶边带进行光域基带数字信号调制。该上变频结构无需外部本振注入,同时光外差拍频的结构使得变频频率提高一倍;此外,还避免了基带信号预先调制到中低频的步骤,可以有效提高数字信号调制的带宽。经实验验证,该结构可以实现基带QPSK信号直接上变频至K波段,矢量误差...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 微波光子学概述
1.1.2 微波光子变频技术概述
1.2 微波光子变频研究现状
1.3 微波光子变频应用
1.3.1 光载无线技术
1.3.2 卫星通信
1.3.3 深空探测
1.4 论文研究内容以及章节安排
第2章 微波光子变频基础理论
2.1 系统主要器件
2.1.1 激光器
2.1.2 电光调制器
2.1.3 光电探测器
2.2 马赫增德尔调制器工作方式
2.3 微波光子变频常见方案
2.3.1 基于直调激光器的微波光子变频
2.3.2 基于电光调制器的外调制变频
2.3.3 基于光电振荡器的变频技术
2.4 微波光子链路的性能参数
2.4.1 增益
2.4.2 噪声系数
2.4.3 无杂散动态范围
2.4.4 误差矢量幅度
2.5 本章小结
第3章 基于光电振荡器的宽带信号上变频
3.1 光域QPSK调制
3.2 光电振荡器相关理论
3.2.1 光电振荡器的基本结构
3.2.2 光电振荡器的相位噪声
3.3 系统结构与工作原理
3.4 系统仿真和实验验证
3.4.1 系统仿真
3.4.2 实验验证
3.5 本章小结
第4章 基于级联调制器的宽带信号下变频
4.1 系统结构与工作原理
4.2 系统仿真
4.3 实验验证
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]方形16QAM光信号生成方案的研究[J]. 刘廷,李唐军,鉴纪凯. 信息通信. 2016(12)
[2]基于微波光子的灵活有效载荷系统研究[J]. 吕强,孙亨利,张安旭,黄宁博,李建强,徐坤. 无线电工程. 2016(09)
[3]太赫兹生物医学应用的研究进展[J]. 周俊,刘盛纲. 现代应用物理. 2014(02)
[4]光电振荡器[J]. 章献民,金晓峰,杨波,池灏,郑史烈. 微波学报. 2013(Z1)
[5]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)
[6]100Gbit/s DP-QPSK调制光星座图测试及分析[J]. 黄莹,胡毅,余少华,邹晖. 光通信研究. 2012(04)
[7]双平行马赫-曾德尔调制器的单边带RoF系统[J]. 刘香玲,韩鹍,李建东,岳鹏. 西安电子科技大学学报. 2012(02)
[8]光载无线通信技术及其应用分析[J]. 柯贤文,张伟,张志谦,魏政霞. 通信技术. 2011(04)
[9]单边带光纤承载射频系统的最佳调制指数[J]. 赵建功,刘增基,刘香玲,尚韬,岳鹏. 光学学报. 2010(07)
[10]射频CMOS混频器的设计[J]. 李恩玲,褚蒙,周如培. 微电子学. 2005(02)
博士论文
[1]微波光子技术与光载无线（RoF）接入网络技术的相关应用研究[D]. 叶晨晖.浙江大学 2013
硕士论文
[1]基于微波光子学的变频技术研究[D]. 张淑娟.大连理工大学 2017
[2]基于光调制器的宽带低杂散微波光子变频技术研究[D]. 郑月.北京邮电大学 2017
[3]面向宽带无线通信的微波光子上变频技术研究[D]. 彭昊良.大连理工大学 2014
[4]RoF链路及系统性能改善的研究[D]. 刘兰.浙江大学 2010
本文编号：3187291
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 微波光子学概述
1.1.2 微波光子变频技术概述
1.2 微波光子变频研究现状
1.3 微波光子变频应用
1.3.1 光载无线技术
1.3.2 卫星通信
1.3.3 深空探测
1.4 论文研究内容以及章节安排
第2章 微波光子变频基础理论
2.1 系统主要器件
2.1.1 激光器
2.1.2 电光调制器
2.1.3 光电探测器
2.2 马赫增德尔调制器工作方式
2.3 微波光子变频常见方案
2.3.1 基于直调激光器的微波光子变频
2.3.2 基于电光调制器的外调制变频
2.3.3 基于光电振荡器的变频技术
2.4 微波光子链路的性能参数
2.4.1 增益
2.4.2 噪声系数
2.4.3 无杂散动态范围
2.4.4 误差矢量幅度
2.5 本章小结
第3章 基于光电振荡器的宽带信号上变频
3.1 光域QPSK调制
3.2 光电振荡器相关理论
3.2.1 光电振荡器的基本结构
3.2.2 光电振荡器的相位噪声
3.3 系统结构与工作原理
3.4 系统仿真和实验验证
3.4.1 系统仿真
3.4.2 实验验证
3.5 本章小结
第4章 基于级联调制器的宽带信号下变频
4.1 系统结构与工作原理
4.2 系统仿真
4.3 实验验证
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]方形16QAM光信号生成方案的研究[J]. 刘廷,李唐军,鉴纪凯. 信息通信. 2016(12)
[2]基于微波光子的灵活有效载荷系统研究[J]. 吕强,孙亨利,张安旭,黄宁博,李建强,徐坤. 无线电工程. 2016(09)
[3]太赫兹生物医学应用的研究进展[J]. 周俊,刘盛纲. 现代应用物理. 2014(02)
[4]光电振荡器[J]. 章献民,金晓峰,杨波,池灏,郑史烈. 微波学报. 2013(Z1)
[5]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)
[6]100Gbit/s DP-QPSK调制光星座图测试及分析[J]. 黄莹,胡毅,余少华,邹晖. 光通信研究. 2012(04)
[7]双平行马赫-曾德尔调制器的单边带RoF系统[J]. 刘香玲,韩鹍,李建东,岳鹏. 西安电子科技大学学报. 2012(02)
[8]光载无线通信技术及其应用分析[J]. 柯贤文,张伟,张志谦,魏政霞. 通信技术. 2011(04)
[9]单边带光纤承载射频系统的最佳调制指数[J]. 赵建功,刘增基,刘香玲,尚韬,岳鹏. 光学学报. 2010(07)
[10]射频CMOS混频器的设计[J]. 李恩玲,褚蒙,周如培. 微电子学. 2005(02)
博士论文
[1]微波光子技术与光载无线（RoF）接入网络技术的相关应用研究[D]. 叶晨晖.浙江大学 2013
硕士论文
[1]基于微波光子学的变频技术研究[D]. 张淑娟.大连理工大学 2017
[2]基于光调制器的宽带低杂散微波光子变频技术研究[D]. 郑月.北京邮电大学 2017
[3]面向宽带无线通信的微波光子上变频技术研究[D]. 彭昊良.大连理工大学 2014
[4]RoF链路及系统性能改善的研究[D]. 刘兰.浙江大学 2010
本文编号：3187291
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