并发多波段光收发模块研究

发布时间：2017-06-29 01:03

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【摘要】：由于光链路具有结构简单、低损耗、宽带、低成本和抗辐射等优点,因此在模拟信号传输中的应用不断扩大。然而由于多频段多模式无线通信系统的长期共存,使基站中射频光收发模块的个数增多,基站体积逐渐庞大,能耗逐步上升,同时也增加了运营成本。因此,为解决上述问题,需要能够同时支持多种标准和多种频段的并发多波段光收发模块。本文主要从以下几方面对并发多波段光收发模块的传输系统进行研究。详细分析光收发模块传输原理和系统关键部分,并对光收发模块的功率、带宽、噪声、线性度和动态范围等主要技术指标进行预算和分析。重点研究并发多波段的技术难点,并完成接收端双波段多级低噪声放大器匹配电路的设计与仿真。首先用串联微带线和并联微带枝截设计双波段匹配电路图,并详细分析了采用串联微带线和并联微带枝截将每一级低噪声放大器的源和负载端进行双波段双向匹配到50Ω;然后介绍多级低噪放大器的主要性能指标;最后将设计的双波段匹配电路应用到三级级联低噪声放大器中,完成双波段多级低噪声放大器匹配的设计。仿真结果表明:该低噪声放大器在2.69 GHz和3.5 GHz双频点处匹配效果良好,噪声系数小于1d B,S11和S22均小于-20d B,增益大于40d B。设计了满足并发多波段带宽为0-6 GHz的模拟光收发系统。为便于传输系统测试,将光收发器分成交流电路和直流电路两部分。直流电路用来做控制模块,测试发射机与接收机的性能;交流电路用作信号的传输,实现电与光信号之间的相互转换。根据实际情况,对系统的硬件实验平台进行搭建,并对发射机、接收机、系统的S参数、双音信号和三波段信号分别进行测试与评估。结果表明接收机的3d B带宽能够达到6GHz,链路增益为22d B,输入输出端匹配良好,链路噪声为31d B,P1d B为-9d Bm,三阶截断点为10d Bm,动态范围SFDR为102d B/Hz2/3。整个系统具有良好的性能,能够实现多波段信号的同时传输。
【关键词】：多波段 匹配 低噪声放大器 光收发模块
【学位授予单位】：宁波大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 光收发模块11-13
• 1.2 ROF技术13-15
• 1.3 国内外研究现状15-16
• 1.4 本文的主要工作16-17
• 2 光纤无线电系统的基本原理17-39
• 2.1 基本器件和参数介绍18-19
• 2.11 连接器18
• 2.12 中心波长18
• 2.13 光模块的传输距离18-19
• 2.14 多模光纤和单模光纤19
• 2.15 光隔离器19
• 2.2 光收发模块19-26
• 2.21 直接调制和外调制19-22
• 2.22 光源22-24
• 2.23 光探测器24-26
• 2.24 操作注意事项26
• 2.3 噪声分析26-31
• 2.31 发射机噪声26-28
• 2.32 光纤噪声28
• 2.33 接收机噪声28-29
• 2.34 链路总噪声29-30
• 2.35 总信噪比30-31
• 2.4 光收发模块的技术指标31-38
• 2.41 功率预算31
• 2.42 带宽预算31-33
• 2.43 线性度33
• 2.44 链路增益33-35
• 2.45 1dB压缩点35-36
• 2.46 动态范围36-38
• 2.5 本章小结38-39
• 3 并发双波段接收端低噪放匹配的设计与仿真39-56
• 3.1 分立元件匹配网络40-42
• 3.2 微带线匹配网络42-45
• 3.3 双波段射频光接收端低噪放匹配的设计45-48
• 3.31 串联微带线45-46
• 3.32 微带并联枝节46-48
• 3.4 多级低噪声放大器的理论基础48-51
• 3.41 多级级联的放大器噪声系数48-49
• 3.42 多级级联的放大器增益49-50
• 3.43 级级联的放大器的稳定性50-51
• 3.5 双波段三级低噪放匹配网络的实现51-55
• 3.51 一级低噪放匹配网络的实现51-53
• 3.52 级低噪放匹配网络的实现53-55
• 3.6 本章小结55-56
• 4 并发多波段光收发模块设计56-63
• 4.1 激光器和光探测器56-58
• 4.2 光收发模块控制器58-59
• 4.3 整体电路59-61
• 4.4 链路性能分析61-62
• 4.41 路增益61
• 4.42 路带宽61-62
• 4.43 路噪声指数62
• 4.5 本章小结62-63
• 5 并发多波段光传输测试平台搭建与链路评估63-76
• 5.1 硬件平台搭建63
• 5.2 系统链路评估63-73
• 5.21 射机评估63-66
• 5.22 动功率控制评估66-67
• 5.23 收电路评估67-69
• 5.24 路S参数评估69-72
• 5.25 路输出P1dB评估72-73
• 5.3 多波段信号测试73-75
• 5.31 双音信号的测试73-74
• 5.32 三波段信号的测试74-75
• 5.4 本章小结75-76
• 6 工作总结与展望76-78
• 6.1 工作总结76
• 6.2 工作展望76-78
• 参考文献78-81
• 在学研究成果81-82
• 致谢82

【参考文献】

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1 谢红云;王文军;张万荣;沈s，

本文编号：495921