论文部分内容阅读
RoF(Radio over Fiber,RoF)技术利用光纤实现远距离、低损耗、高带宽的传输;利用移动通信技术为用户提供灵活的接入,为目前存在的带宽、速率、功耗等亟待解决的问题提供了很好的解决方案,具有十分广阔的应用前景。射频光接收模块在RoF系统中实现光/电转换的功能,其性能直接影响了RoF系统的信号通信质量,具有很大的研究价值。目前国内对于RoF系统中的关键技术还处于研发阶段。本文设计了一款4通道、使用QSFP电接口、应用于宽带光载无线通信系统中的射频光接收模块原型,并重点分析了其系统级封装相关的信号完整性问题。 本文首先根据射频光接收模块的光/电转换原理及系统对模拟性能指标的要求,搭建模块的电路结构。在模块PCB(Printed Circuit Board)版图设计方面,考虑了叠层和高频基板材料对模块性能的影响,同时重点研究了链路上的信号完整性问题,分析了各个物理结构中的不连续点对传输特性的影响,尤其是光组件接入中柔性线路板和PCB板的互连、高频耦合电容、bias-Tee器件、QSFP电接口与测试板互连结构、高频过孔换层等不连续结构;另外,针对整个链路的传输特性也做了仿真优化。利用电磁场和电路仿真,将线路的反射损耗S11在DC-8GHz带宽内控制在-10dB以下,且S21传输曲线平坦。 经测试该模块基本可以达到8GHz带宽,噪声系数在6.5dB左右,输出三阶截点OIP3达到27dBm以上,具有较好的线性度。该射频光接收模块可以实现光信号与电信号的转换,在DC-8GHz带宽内保持较平坦的传输曲线,其光电转换链路高频损耗为-20dB左右,射频调制信号可以实现2km传输并获得清晰的星座图及较低的EVM值。该RF光接收模块全面覆盖2G、3G、4G移动通信以及5G低频段移动通信。