SCM/WDM系统中抑制载波的光学单边带调制技术

为了有效抑制SCM/WDM光纤通信系统中的群速度色散和非线性效应,利用SCM/WDM光纤通信系统中信号经过两次调制这一特性,提出了一种在SCM/WDM系统中容易实现的抑制载波的光学单边带调制技术。抑制载波的光学单边带调制信号具有很大的调制深度,即通过抑制载波可以有效的增大了调制深度,进而可以减小调制器的外加电压升高而激发的一系列有害的非线性效应。实测的调制信号的频谱只剩下了半个边频,有效地减小了光信号的频带宽度,从而可以有效地减小群速度色散对信号的劣化。接收机灵敏度的实测图表明,利用文中所述的抑制载波的光学单边带调制技术可以有效地提高接收机的灵敏度达3-5dB。     

雷达多普勒信号模拟的原理与实现

分析了雷达多普勒信号模拟的原理，提出了单边带调制中提高镜频抑制比的比较有效的方法：即由调制信号的相移偏差来补偿载波相位和幅度的偏差。针对某无线电引信实时动态测试系统的要求，采用DDS技术，利用FPGA产生了多个频率点、相移精确可调的两路信号，与栽波进行单边带调制，得出的多普勒频移信号较好地满足了系统的要求。     

关于振幅调制特性的研究

调制是将要传送的信息装载到某一高频(载波)信号上去的过程。振幅调制是用调制信号去控制载波的幅度,使其随调制信号线性变化,而保持载波的频率不变。在幅度调制中,根据已调信号的频谱分量不同,分为普通调幅(标准调幅AM)、抑制载波的双边带调幅(DSB)、抑制载波的单边带调幅(SSB)。它们的主要区别是产生的方法和频谱结构不同。     

一种新型的单边带调制技术

从理论和实验两方面研究了一种新型单边带调制(SSB)技术,通过在中心站合适设置单臂强度调制器的偏置电压,使调制器产生的奇数边带被抑制,采用滤波器滤除其中的一个二阶边带,即可产生单边带信号.用该新型的单边带调制技术产生的光毫米波理论上可以传输148 km.同时搭建了实验系统,采用10 GHz的本振信号源与2.5 Gbit/s的数字信号混频后驱动单臂强度调制器产生抑制奇数边带的调制信号,再通过一个滤波器得到20 GHz的单边带毫米波,还得到了不同载波边带比(CSR)情况下的毫米波眼图.通过实验分析不同载波边带比对传输性能的影响,发现载波边带比为0 dB时,传输性能最佳.     

改进的基于多倍频的单边带调制ROF全双工系统

利用单边带调制技术,设计了一种改进的毫米波光纤传输系统,进行了系统色散分析及仿真实验.该系统在中心站通过设置相位调制器的偏置电压,使调制器产生的奇数边带被抑制,采用滤波器滤出其中的一个二阶边带.基带信号经过中频调制形成副载波,再将此副载波通过单边带调制到二阶边带上;在基站,通过带通滤波器滤出上行链路所需的光载波.用该单...     

基于注入锁定和时域综合的倍频三角波产生技术

提出并验证了一种利用载波抑制调制和半导体激光器注入锁定相结合的倍频三角波产生方案。方案中激光器发出的连续光经正弦信号驱动的马赫-曾德尔调制器进行抑制载波调制后分为两路,一路保持不变,另一路注入分布反馈激光器锁定放大调制光的高阶谐波分量,获得六倍频信号。两路信号经相位和功率比控制,合路后在光电探测器中叠加产生二倍频的三角波信号。实验利用频率为3GHz和4GHz的正弦调制信号产生了6GHz和8GHz的二倍频全占空三角波信号。理论分析和实验结果均证明了此方案的可行性,避免了复杂的谱线操作,所提方案更加简单高效,在高重复频率三角波产生方面有显著优势。     

基于相位和强度调制的微波测频技术研究

为了更好地对微波信号进行频率测量，采用了一种基于相位调制和强度调制相结合的瞬时测频方法。一束连续波光源通过耦合器被分成两路，未知微波信号分别同时经过相位调制器和强度调制器从而对载波进行调制，之后进入两段长距离的单模光纤中。在光纤中由于色散引起的微波功率损耗的特点，可以获得单调变化的频率-幅度的映射关系，继而通过光电探测的微波信号输出功率比得到幅度比较函数；另外还分析与实现了测频范围与测频精确度的优化。结果表明，该方案结构简易，能够快速精准地测量出未知信号的频率，测量范围可以达到0.5GHz~53GHz，测量误差小于±200MHz。该方法可以有效地测量微波信号频率，可靠性强，适用范围广。     

用IQ调制器产生载波抑制单边带信号的研究

载波抑制单边带调制是一种特殊的幅度调制形式,它将载波和另一个边带抑制,提高频带利用率,增加了光纤的传输容量。并可有效抑制色散,延长信号的传输距离。被广泛应用于长距离高频微波ROF系统中。文中详细分析了利用商用铌酸锂调制器产生载波抑制单边带信号的原理,并据此分析,搭建了试验系统,分别产生了±1阶(即长波方向和短波方向)的载波抑制单边带信号。     

基于单边带调制的前馈技术压缩半导体激光器线宽

提出了一种基于电光单边带调制的前馈线宽压缩系统,该系统主要包括相位噪声检测和单边带调制两大部分。相位噪声检测部分输出一个与相位误差成比例的误差电压信号,电压信号通过线性调频作用于单边带强度调制器,实现对激光信号的调制。单边带调制器采用马赫增德尔强度调制器的结构,相当于内嵌四个相位调制器,通过相位调制达到强度调制的目的,最终得到线宽压缩的激光信号。实验针对波长为1552.52nm、功率10mW 的分布反馈（DFB）半导体激光器,通过对闭环系统的搭建与仿真,激光器的线宽从原来的0.5nm减小到0.016 nm,实现了对半导体激光器线宽的压窄。     

光纤声光调制器的高频驱动器

光纤声光调制器驱动器作为光纤激光器的重要组成部分,其性能参数对激光品质具有重要影响。该文设计了高频、高功率驱动器方案。该方案通过20²00kHz脉冲信号控制模拟开关实现脉冲信号和150 MHz载波信号的二进制幅度键控(2ASK)调制,调制信号经功率放大器放大,进行阻抗匹配后输出到声光调制器,驱动声光调制器工作。驱动信号的频率为20200kHz脉冲信号控制模拟开关实现脉冲信号和150 MHz载波信号的二进制幅度键控(2ASK)调制,调制信号经功率放大器放大,进行阻抗匹配后输出到声光调制器,驱动声光调制器工作。驱动信号的频率为20²00kHz,功率为3 W。     

基于偏振调制器并联产生16倍频毫米波的研究

针对高倍频毫米波的产生问题,文章提出了一种基于4个偏振调制器并联产生16倍频毫米波的方案,利用相关光边带极性的不同,使合成光信号中只保留载波和8n阶边带。经过适当选取调制指数值和光电探测器拍频后,获得16倍频毫米波信号。文章理论分析了产生16倍频毫米波信号的原理,推导出方案所产生的±8阶光边带信号的光边带抑制比为61.72 dB,16倍频毫米波信号的射频杂散抑制比为55.70 dB。仿真实验获得的光边带抑制比和射频杂散抑制比分别为60和53 dB。同时分析了射频信号相位偏移及调制指数对抑制比的影响。实验结果与理论分析吻合,验证了所提方案的可行性。     

一种改进的载波抑制调制光毫米波信号的产生方案

为了克服光纤无线(ROF)系统中色散对光载波抑制(OCS)调制光毫米波信号传输的影响,提出一种改进的OCS调制方案。使用双驱动马赫-曾德尔调制器(MZM),通过调整两路输入射频信号相位、基带信号增益和直流偏置电压将2.5Gbit/s数据信号仅调制到(OCS)信号的一个边带上传输。理论分析表明,与传统OCS调制光毫米波信号产生方案相比,本文方案解决了色度色散引起的码元走离问题,大大增加了传输距离。仿真实验结果表明,经过110km光纤传输后信号的眼图仍然十分清晰,在BER=10-10条件下,信号经过20、40和60km光纤传输后的功率代价分别为0.78、1.7和1.9dB。     

一种载边比可调单边带全双工光载无线系统

理论分析了一种基于双平行马赫曾德尔调制器(MZM)的2 倍频光单边带调制方案,仿真研究了基于 该方案的载波重用全双工光载无线(RoF)通信系统性能。合理设置射频驱动信号相移及双平行MZM 主调制器偏置 电压产生单边带信号,再调整调制指数以实现光载边比ROCS 的连续可调谐。讨论了射频信号相移、主调制器偏置电 压、双平行MZM 消光比RE 和调制指数对ROCS 的影响,理论分析与仿真结果较为一致。结果表明经20 km 光纤传输 后,在误码率BER 为10-9 时0 dB 和10. 33 dB 载边比系统的功率代价分别为2.5 dB 和3.4 dB,在背靠背(BtB)传输 中当载边比从10. 33 dB 降低至0 dB 后,接收机灵敏度提高了2.6 dB。     

一种基于并级联MZM的20倍频光生毫米波方案

为进一步提高光载无线通信(radio over fiber,ROF)系统中光生毫米波的倍频系数,提出了一种基于4个马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator,MZM)共同作用的20倍频毫米波信号产生方案。推导了理想情况下倍频方案的产生机理,在仿真实验中,分别分析了非理想因素下调制器直流偏置电压漂移、调制指数、消光比等对系统性能的影响,结果显示,当合理设置各参数的取值范围,其光边带抑制比(optical sideband suppression ratio,OSSR)和射频杂散抑制比(radio frequency spurious sideband suppression ratio,RFSSR)的饱和值高达33.20 dB和27.21 dB;针对基于此倍频方案的ROF系统,对比分析了2.5 Gbit/s数据信号的单双边带调制两种不同传输方式,仿真结果表明,当光纤距离为40 km时,单边带依旧可达无差错传输,降低了传输过程中码间走离效应的影响,增加了系统的传输距离,更适合远距离传输,为微波光子学的发展提供了一种理论依据。     

采用双平行马赫曾德调制器的四倍频信号产生

采用了一种基于双平行马赫曾德调制器（DPMZM）产生四倍频微波信号的方法。理论分析了微波四倍频的基本原理,双平行马赫曾德调制器的上臂子MZM加载射频信号,且上臂子MZM工作在最大传输点,下臂子MZM直通光载波,使DPMZM最终工作在载波抑制的偶次边带调制模式,结合光学带通滤波器滤除高阶杂散边带,提升四倍频信号的纯净度。搭建了基于双平行马赫曾德调制器的四倍频微波光子链路,并对四倍频系统的性能进行测试,实验结果表明系统的光边带抑制比和射频杂散抑制比分别达到了21.09 dB和28.41 dB。由于链路未引入额外的电子器件,系统可以产生高达80 GHz的微波信号。基于双平行马赫曾德调制器产生四倍频微波信号的方法结构简单,易于控制,具有良好的倍频性能,可实现高纯净度和高频率的四倍频信号的产生。     

一种基于DPMZM的16倍频光生毫米波方案

为提高光载无线(RoF)中光生毫米波的倍频系数及降低系统的复杂度,提出了一种基于双平行马赫曾德尔调制器(Dual-Parallel Mach-Zehnder Modulator, DPMZM)和偏振复用技术的抑制载波的16倍频毫米波信号产生方案。推导了理想情况下倍频方案的产生机理。在仿真实验中,分别分析了调制器调制指数、消光比、电移相器相移、偏振器件角度漂移等非理想因素对系统光边带抑制比(OSSR)和射频杂散抑制比(RFSSR)的影响。结果显示,当合理设置各参数的取值范围,其对应的OSSR和RFSSR的饱和值高达29.88 dB和23.9 dB。该方案在一定程度上简化了16倍频的系统模型且生成的毫米波信号性能较为高效、频谱纯度较好,对实际系统设计具有一定的参考价值,为微波光子学的发展提供了新途径。     

基于双平行MZM调制器的矢量毫米波信号传输性能分析北大核心CSCD

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(dual parallel Mach-Zehnder modulators,DP-MZM)的单边带矢量毫米波信号产生和传输方案,在MATLAB和VPI联合仿真环境下分析了90 GHz波段不同调制格式信号的产生和传输性能。仿真中,DP-MZM工作在光载波抑制(optical carrier suppression,OCS)模式时,小信号驱动的两个子调制器输出的单边带信号相互叠加后,无需使用滤波器,可以实现完全抑制中心载波的效果。结果表明:经过该系统传输后,各调制信号的误码率(bit error rate,BER)均可达到硬判决前向纠错(hard judgment forward error currection,HD-FEC)阈值。概率整形后正交幅度调制信号的误码性能明显优于均匀正交幅度调制信号,其中,7 bit/symbol概率整形256阶正交幅度调制(probability shaping 256 quadrature amlitude modulation,PS-256QAM)信号经过系统传输后功率增益最为明显,经过50 km光纤传输后,提升了2.94 dB的功率增益。与目前存在的载波抑制毫米波产生方案相比,该系统结构相对简单,可调节度高,信号传输增益明显,因此具有一定的应用价值。     

Impact of Mach-Zehnder Modulator Chirp on Radio over Fiber Links

The impact of Mach-Zehnder modulator (MZM) chirp on single sideband (SSB) and carrier suppressed double sideband (CS-DSB) modulation radio over fiber (RoF) links are investigated and simulated. Finite extinction ratio and drive signal unbalanced ratio of non-ideal MZM are considered, power variation of target microwave signal and harmonic suppression are calculated and evaluated. Our results suggest that unbalanced ratio could be optimized to minimized the power variation owing to the finite extinction ratio and improve the harmonic suppress ratio in the two kinds of RoF links. However, harmonic suppression ratio declined rapidly with the decrease of extinction ratio in the CS-DSB RoF link. For a non-ideal modulator with low extinction ratio, high quality microwave signal could be obtained in the SSB RoF link while an additional filter is required to suppress the unwanted harmonic components in the CS-DSB RoF link.     

一种12倍频全双工RoF系统

为提高光载无线(RoF)通信系统倍频系数,提出了一种基于集成双平行马赫曾德尔调制器(MZM)和抑制载波光双边带调制的12倍频光生毫米波方案。理论分析了光生毫米波信号产生机理,讨论了相关参数对光生毫米波信号的影响,理论分析与仿真结果基本吻合。在此基础上设计了一种基于该方案的全双工RoF系统,通过调整基站(BS)线偏振器(Pol)偏振角度即可恢复出下行数据和上行载波。仿真结果表明,在误码率(BER)为10-9时,传输90km后上行链路功率代价为0.86dB,相同条件下下行链路功率代价仅为0.47dB。     

基于光偏振调制器产生亚毫米波的研究

亚毫米波源是亚毫米波应用的最重要的器件之一,电域中产生亚毫米波信号的成本十分昂贵.光生亚毫米波信号可极大地降低成本,是目前国内外研究的热点课题.提出了一种采用两组并行光偏振调制器级联产生32倍频亚毫米波的方案,首先用两个由4个偏振调制器并联构成的子系统级联产生主要保留载波和±16阶边带的光信号,同时利用光移相器和光分束器抑制载波,最后通过合成光信号在光电探测器上的拍频,获得32倍频亚毫米波信号.理论分析了产生32倍频亚毫米波信号的原理,推导出±16阶边带信号的光边带抑制比为55.7 dB,32倍频亚毫米波信号的射频杂散抑制比为43.7 dB.采用光子模拟软件,设计了一个基于上述原理产生32倍频亚毫米波的系统,获得了光边带抑制比为54 dB,射频杂散抑制比为43 dB,与理论分析吻合.同时分析了相移量、调制指数和分光比偏离对抑制比的影响.