微波毫米波信号光产生技术的研究

发布时间：2017-04-20 15:14

  本文关键词：微波毫米波信号光产生技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近些年来,由于民用无线通信、光载射频传输系统(Radio over Fiber)、军用雷达及电子对抗、航天遥感星间链路等领域的迅速发展,对作为这些领域一切应用系统的基础与核心的微波毫米波信号源,在信号质量和频率容量方面都提出了更高的要求。而传统的电学产生微波信号的方法由于受到电子器件性能如结电容等的限制,在产生频率更高的微波毫米波频段信号时受到很大的局限性,面临产生的信号功率越来越小,以及信号频率稳定性不高,难以调频变频等难题。得益于微波光子学的学科发展和技术进步,特别是光子学器件方面的进展,通过利用光电调制器,光电探测器,高非线性光纤等光器件,产生相位噪声极低,频率稳定性极高的微波信号源已经得到广泛研究并获得了很多成果。本论文对目前主流的光生毫米波技术做出了总结与概括,分析比较了不同光生毫米波方法的优缺点,并重点介绍了光生毫米波技术中的可以产生相位噪声极低的光电振荡器法,对光电振荡器法中的双环路结构型光电振荡器、从属型光电振荡器、耦合型光电振荡器等具有不同结构类型的光电振荡器进行了较详细的分析和介绍。在完成了光纤中受激布里渊散射效应和光电振荡器的基本理论铺垫之后,提出了一种新型光生毫米波的方法。该方法利用双平行马赫曾德调制器(DPMZM)的载波相移双边带调制方式,以及高非线性光纤中受激布里渊散射效应(SBS)产生的增益谱和损耗谱叠加补偿技术,构建了一种新型的光电振荡器,拓展了生成微波信号的频率倍数。经过理论分析,通过应用Matlab的建模仿真验证,理论上实现了在52.785GHz-56.685GHz频率范围的可调谐微波毫米波输出。在光生微波毫米波的方式中,由于双环路结构的光电振荡器在降低相位噪声方面有较好的优势,所以本文在完成前述系统的搭建与建模仿真之后,应用OptiSystem软件仿真验证并对比了光电探测器和光偏振分束器建立多路结构时的降噪效果。
【关键词】：光电振荡器 受激布里渊散射 增益损耗补偿 6倍频 载波相移双边带调制
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN753.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-24
• 1.1 研究的背景与意义9-10
• 1.2 微波毫米波信号的光学产生方法概况10-22
• 1.2.1 外调制器法10-12
• 1.2.1.1 级联电光强度调制器法11-12
• 1.2.1.2 相位调制器法12
• 1.2.2 光外差法12-15
• 1.2.3 高非线性效应法15-16
• 1.2.4 光电振荡器法16-22
• 1.2.4.1 双环路型光电振荡器17-19
• 1.2.4.2 从属型光电振荡器19-20
• 1.2.4.3 耦合型光电振荡器20-21
• 1.2.4.4 高非线性光纤型光电振荡器21-22
• 1.3 论文的结构安排22-24
• 第2章 SBS效应和光电振荡器的理论研究24-37
• 2.1 光纤中的受激布里渊散射24-28
• 2.1.1 斯托克斯光产生过程26-27
• 2.1.2 反斯托克斯过程27-28
• 2.2 布里渊的增益谱和损耗谱28-30
• 2.3 布里渊频移与泵浦光波长的关系30-32
• 2.4 光电振荡器的理论分析32-35
• 2.4.1 基础型光电振荡器32-33
• 2.4.2 光电振荡器的起振阈值分析33-34
• 2.4.3 光电振荡器的起振频率34-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第3章 基于SBS效应与载波相移双边带调制技术的光电振荡器37-48
• 3.1 基于SBS效应的OEO37-39
• 3.2 DPMZM与载波相移调制技术39-41
• 3.3 基于SBS效应的OEO的分块仿真41-47
• 3.3.1 三个泵浦光的产生41-44
• 3.3.2 基于增损耗补偿技术的 6fb信号产生44-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第4章 双环路结构的光电振荡器的仿真研究48-53
• 4.1 双环路结构光电振荡器的降噪原理概述48-49
• 4.2 双路结构的降噪OptiSystem仿真49-52
• 4.2.1 双探测器结构仿真49-50
• 4.2.2 双路偏振分束器结构仿真50-51
• 4.2.3 多环路结构降噪仿真51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第5章 总结与展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-64
• 在校期间发表的论文64

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