射頻微波信號在光纖中傳輸及處理技術的相關研究.pdf

1、微波光子學是一門將微波射頻工程與光電子工程緊密結合的交叉學科，其基于光纖通信近乎無窮的巨大帶寬和極低的光學損耗，使得微波光子系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)電子系統(tǒng)具有性能上的巨大優(yōu)勢。微波光子技術為射頻無線通信網(wǎng)絡和寬帶接入技術的發(fā)展提供了新的機遇，直接推動了通信及信號處理技術向高速化、低成本化的方向發(fā)展，在電子工程領域、光通信領域、民用通信領域、軍事應用領域以及醫(yī)學工程領域都有著極大的應用潛力。本文內容基于微波光子學的主要應用領域展開，研究了射頻微波

2、信號在光纖中傳輸及處理的相關技術，分別從理論上和實驗中對射頻微波信號的光纖傳輸、光學處理以及光學產(chǎn)生系統(tǒng)進行了深入的研究和討論。
　　 針對射頻微波信號的光纖傳輸技術，本文對光纖無線(RoF)通信系統(tǒng)的基本原理、典型鏈路結構、以及各種基站簡化技術進行了深入的探討，并實現(xiàn)了基于商用電吸收調制器的基站最簡化RoF系統(tǒng)。在此基礎上，研究RoF技術在分布式天線系統(tǒng)和MIMO系統(tǒng)中的具體應用，提出并搭建了基于RoF技術的3×3MIMO系統(tǒng)

3、，通過實驗證明，基于RoF技術的分布式MIMO系統(tǒng)能夠進一步優(yōu)化系統(tǒng)信噪比和空間相關等特性，因此相比于傳統(tǒng)分布式天線系統(tǒng)和MIMO系統(tǒng)具有更大的信道容量、更小的系統(tǒng)功耗、更均衡的小區(qū)覆蓋、以及更為靈活的系統(tǒng)擴展性。
　　 對于射頻微波信號的光學處理技術而言，本文主要對微波光子濾波器及其應用進行了詳細的分析和討論，研究并實現(xiàn)了基于各種結構的單光源微波光子濾波器、多光源微波光子濾波器、以及微波光子濾波器的級聯(lián)系統(tǒng)，其中基于相位強度混

4、合調制機制的單光源微波光子濾波器能夠實現(xiàn)采樣權重正負系數(shù)的靈活切換，而級聯(lián)微波光子濾波器則進一步優(yōu)化了頻率響應的各項性能參數(shù)，最終實現(xiàn)了形狀可變并且頻率可調的單通帶濾波響應。在此基礎上，利用微波光子濾波器與RoF技術良好的兼容性，通過實驗研究各種不同結構的微波光子濾波器在RoF系統(tǒng)副載波解復用以及頻率變換技術中的應用表現(xiàn)。而射頻微波信號的光學產(chǎn)生技術實際上可以作為微波光子信號處理技術的部分延伸，本文分別對單頻微波信號和超寬帶(UWB)脈