光锁相环的频率捕获与跟踪技术

发布时间：2022-02-24 18:10

　　作为自由空间光通信中最具发展潜力和应用前景的零差相干通信技术,除具有光通信的一般优点外,还具有高探测灵敏度、强抗背景光干扰能力、调制方式多样等其它光通信方式不可比拟的优势,光锁相环作为相干通信中的关键技术也得到了迅速发展,而光锁相环的频率捕获跟踪技术能够使光锁相环获得更大范围的激光频率捕获带宽和更好的跟踪性能,因此对此技术的研究具有重要意义。本文在对各类光锁相环结构和原理的分析与仿真研究基础上,针对多普勒频移的补偿,分析比较了几种典型光锁相环激光频率捕获跟踪方案的结构、原理及优缺点;提出了一种数字鉴频器激光频率捕获跟踪方案,确定了其具体结构,阐述了结构中各部分组成以及各自的功能,对其在光锁相环中的工作原理和实现过程进行了分析,并建立数学模型,对其完成频率捕获跟踪的过程做了仿真研究;对结构中各单元,包括分频单元、计数单元及控制单元,做了器件选型及相关硬件电路设计;最后设计了验证实验,对其频率捕获跟踪功能的实现进行了实验验证,并分析了实验结果。验证实验结果为数字鉴频器成功使频差信号由120.9MHz减小并稳定在473.7kHz;结果表明,文中设计的数字鉴频器可以使光锁相环在本振光与信号光频... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 相干光通信的应用前景
    1.2 频率捕获跟踪技术在相干光通信中的重要地位
    1.3 光锁相环激光频率捕获跟踪技术国内外发展现状
    1.4 论文架构
第二章 光锁相环
    2.1 光锁相环的基本结构
        2.1.1 电锁相环的结构
        2.1.2 光锁相环的结构
        2.1.3 光锁相环的关键元件
    2.2 几种典型光锁相环与比较
        2.2.1 平衡锁相环
        2.2.2 科斯塔斯环
        2.2.3 决策驱动环
    2.3 光锁相环的环路设计与仿真
    2.4 本章小结
第三章 光锁相环的激光频率捕获跟踪技术
    3.1 多普勒效应的影响与补偿
        3.1.1 多普勒频移理论分析
        3.1.2 激光通信中对多普勒频移的补偿方法
    3.2 激光频率捕获跟踪技术
    3.3 激光频率捕获跟踪典型方案分析
        3.3.1 鉴频器辅助捕获法
        3.3.2 人工电调法
        3.3.3 自动扫描法
        3.3.4 变带宽法和变增益法
    3.4 本章小结
第四章 数字鉴频器激光频率捕获跟踪方案的设计与仿真
    4.1 数字鉴频器激光频率捕获跟踪的优势
    4.2 数字鉴频器激光频率捕获跟踪结构设计
    4.3 数字鉴频器激光频率捕获跟踪的仿真
    4.4 本章小结
第五章 数字鉴频器激光频率捕获跟踪方案的实验验证
    5.1 压控振荡器模拟验证实验
        5.1.1 验证实验设计
        5.1.2 验证实验所需器件选型及硬件电路设计
        5.1.3 实验板开环性能测试
        5.1.4 实验板闭环验证实验
        5.1.5 实验结果
    5.2 结合科斯塔斯环的验证实验
        5.2.1 验证实验设计
        5.2.2 验证试验及实验结果
    5.3 本章小结
第六章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
硕士生期间发表的学术论文及其它成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]自由空间光通信技术及发展探究[J]. 唐小卜.  通讯世界. 2016(14)
[2]高速无线通信技术研究综述[J]. 林长星,张健,邵贝贝.  信息与电子工程. 2012(04)
[3]自由空间光通信技术的研究现状和发展方向综述[J]. 王佳,俞信.  光学技术. 2005(02)
[4]多普勒和多普勒效应的起源[J]. 刘战存.  物理. 2003(07)



本文编号：3643257