【摘 要】
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超宽带信号是指-10 dB带宽大于500 MHz或是相对带宽大于20%的信号。超宽带信号由于其具有的大带宽、低功耗、抗多径衰落、可与其它信号共享频谱等优点受到人们广泛的关注而蓬勃发展。基于微波光子的超宽带信号产生方案,不仅能克服电子器件自身的带宽瓶颈问题,还可以与光载射频传输技术相结合,提高超宽带信号的覆盖范围。本论文对基于偏振合成脉冲差分的微波光子超宽带信号产生技术进行了理论分析、仿真设计与实验
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超宽带信号是指-10 dB带宽大于500 MHz或是相对带宽大于20%的信号。超宽带信号由于其具有的大带宽、低功耗、抗多径衰落、可与其它信号共享频谱等优点受到人们广泛的关注而蓬勃发展。基于微波光子的超宽带信号产生方案,不仅能克服电子器件自身的带宽瓶颈问题,还可以与光载射频传输技术相结合,提高超宽带信号的覆盖范围。本论文对基于偏振合成脉冲差分的微波光子超宽带信号产生技术进行了理论分析、仿真设计与实验验证研究。本文首先阐明了选择高阶高斯脉冲作为超宽带信号的依据,接着提出一种基于偏振合成脉冲差分的光学可重构超宽带信号产生方案,其中偏振合成避免了光波干涉对脉冲延时拼接的影响,通过不同波形脉冲的延时拼接,在光域上实现了超宽带信号的可重构产生。在理论分析的基础上,使用光学系统仿真软件Optisystem搭建了基于偏振合成脉冲差分的超宽带信号产生的链路,通过优化调节调制器的直流偏置电压、上下支路的时延和可调光耦合器的功率耦合系数,分别产生了中心频率为3.75、4.5、5.5和6 GHz,相对带宽为173%、156%、127%和100%的1-4阶超宽带信号。通过对输入的电高斯脉冲进行编码,分别实现了超宽带PSM、BPSK、OOK、和PPM信号的产生,并研究了色散对超宽带信号光纤传输性能的影响。搭建了基于偏振合成脉冲差分的超宽带信号产生实验系统,通过调节直流偏置电压、时延和可调光耦合器,在实验中分别产生了中心频率为3.37、4.79、4.5、5.05 GHz,中心频率为166%、129%、124%、89%的1-4阶超宽带信号。通过对输入的高斯脉冲进行编码,分别产生了超宽带PSM、BPSK和OOK信号,并研究了超宽带信号的光纤传输性能。在超宽带信号产生、调制和传输的基础上,结合波分复用技术,构建了多址接入的光载超宽带系统,仿真结果表明,在中心局产生多路编码不同的信号,通过光载超宽带系统传输至远方的基站后,经解调和恢复后的超宽带信号仍具有良好的性能,并讨论了在实际超宽带通信系统中,输入高斯脉冲的脉宽和上下支路的相对时延对超宽带信号产生的影响。
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