光學(xué)生成毫米波技術(shù)的研究.pdf

1、隨著人們對(duì)信息的需求在不斷增加，目前無(wú)線頻譜資源已非常緊張。為了解決這一問(wèn)題，無(wú)線通信系統(tǒng)必須利用更高頻率的載波進(jìn)行通信。因此繼微波通信之后，通信系統(tǒng)將向能夠提供更大容量的毫米波通信發(fā)展。在毫米波通信網(wǎng)中，Radio over Fiber (RoF)技術(shù)作為毫米波無(wú)線通信技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)用模擬光纖鏈路來(lái)傳輸毫米波射頻信號(hào)，結(jié)合了光通信技術(shù)和射頻微波通信技術(shù)，在無(wú)線通信、軍事等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景，是目前國(guó)際上的研究熱點(diǎn)之一。而如何

2、在基站利用光學(xué)的方法生成射頻信號(hào)又是RoF技術(shù)研究的重點(diǎn)。 論文首先概述了ROF技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其在解決無(wú)線通信覆蓋和減少系統(tǒng)成本等方面的優(yōu)勢(shì)，指出了光學(xué)生成毫米波技術(shù)從成本和性能兩個(gè)方面對(duì)RoF系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)起至關(guān)重要的作用。提出了在設(shè)計(jì)光學(xué)生成毫米波的方案時(shí)需考慮的主要參數(shù)。將光學(xué)生成毫米波的方法分別按照調(diào)制在光載波上的射頻頻率、中心站采用光源的個(gè)數(shù)、調(diào)制/檢波三種原則進(jìn)行分類。指出了每種分類在設(shè)計(jì)光學(xué)生成毫米波方案時(shí)需要考慮的問(wèn)

3、題。將迄今為止國(guó)內(nèi)外報(bào)道的各種光學(xué)生成毫米波的方法進(jìn)行總結(jié)，分別分析總結(jié)了每種方法的原理及其優(yōu)勢(shì)和局限性。 論文詳細(xì)的分析了光學(xué)外差法的原理，總結(jié)了基于光學(xué)外差技術(shù)光學(xué)生成毫米波的方法，并指出了其各自的優(yōu)點(diǎn)及還存在的弊端。提出了對(duì)光學(xué)外差法的一種改進(jìn)方案，在中心站使用兩個(gè)獨(dú)立激光源，在基站和無(wú)線終端分別進(jìn)行外差，有效地控制了雙激光源相位不相關(guān)給系統(tǒng)帶來(lái)的相位噪聲，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。從理論上對(duì)該方案進(jìn)行分析，并利用光子仿真軟件對(duì)其進(jìn)行

4、仿真實(shí)驗(yàn)，得出各項(xiàng)性能指標(biāo)。 論文詳細(xì)的分析了基于諧波生成技術(shù)的光學(xué)生成毫米波方法的原理，并指出了其各自的優(yōu)勢(shì)及弊端。提出了一種新型的基于調(diào)制邊帶技術(shù)的光學(xué)生成毫米波的方法，該方法利用高非線性光纖的克爾效應(yīng)，提供了12倍的頻率上轉(zhuǎn)換系數(shù)及較好的功率效率。利用光子仿真軟件對(duì)其進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，得出各項(xiàng)性能指標(biāo)。 論文詳細(xì)的分析了光學(xué)倍乘法（OFM）的原理。分別討論了應(yīng)用Mach-Zehnder干涉儀及Fabbry-Perot干

5、涉儀做為周期濾波器的OFM系統(tǒng)，從理論的角度分析了影響基于Mach-Zehnder干涉儀的OFM系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，從仿真實(shí)驗(yàn)的角度利用光子仿真軟件分析了影響基于Fabbry-Perot干涉儀的OFM系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)。將基于MZI的OFM系統(tǒng)與基于FPI的OFM系統(tǒng)進(jìn)行了比較，總結(jié)了兩種系統(tǒng)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。從理論上分析了激光器及掃頻信號(hào)的相位噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響。最后提出了光學(xué)倍乘法在RoPOF系統(tǒng)中的應(yīng)用。 論文的最后對(duì)光學(xué)生成毫