【摘 要】
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频率变换是射频系统中至关重要的一环。但现有的射频系统存在着严重的“电子瓶颈”问题,另外,微波源产生的高频本地振荡（Local oscillation,LO）信号存在高相位噪声的问题,严重影响射频系统的工作性能。基于现有射频系统面临的困境,本文提出了一种基于双环光电振荡器（Optoelectronic Oscillator,OEO）的微波光子变频方案,相比于商用微波源做本振源的方案,该方案提高了变频
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频率变换是射频系统中至关重要的一环。但现有的射频系统存在着严重的“电子瓶颈”问题,另外,微波源产生的高频本地振荡（Local oscillation,LO）信号存在高相位噪声的问题,严重影响射频系统的工作性能。基于现有射频系统面临的困境,本文提出了一种基于双环光电振荡器（Optoelectronic Oscillator,OEO）的微波光子变频方案,相比于商用微波源做本振源的方案,该方案提高了变频信号的相位噪声性能,有利于保证数字信号的传输质量,并且对该系统进行了128QAM信号的传输性能验证。论文的主要研究工作如下:（1）分析了现有变频系统面临的问题,研究了微波源和微波光子变频系统的发展现状,提出了一种基于双环光电振荡器的变频方案;另外,介绍了光电振荡器、微波光子变频系统以及本文使用到的核心关键器件之一的双偏振双驱动马赫-曾德尔调制器的工作原理,为基于双环光电振荡器变频系统的研究奠定了基础。（2）研究了基于双环光电振荡器的变频系统性能,针对该变频系统输出信号杂散抑制比低的问题,提出了改进方案,并对比了两方案的变频性能,对比结果表明,改进方案输出变频信号具有更高的杂散抑制比,但无杂散动态范围更小,针对其原因,做了理论推导;另外,基于改进方案,对比了传统微波源作为本振源和光电振荡器作为本振源,变频系统输出信号的相位噪声性能,实验结果表明,光电振荡器作为本振源能提高变频系统输出变频信号相位噪声性能。（3）分析了相位噪声与数字信号质量的关系,并做了128QAM信号的传输性能验证,实验结果表明,相比于传统微波源,光电振荡器作为变频系统本振源更能保证数字信号的传输质量,即基于双环光电振荡器的变频系统具有更良好的数字信号传输性能;同时,也研究了输入信号功率和调制信号速率对传输后数字信号质量的影响,实验结果表明,本文提出的变频系统能够实现数字信号的稳定传输,并且通过合理控制输入信号的功率,能有效提高传输后数字信号质量。
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