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光载射频(Radio-over-Fiber,RoF)通信技术融合了无线通信技术和光纤通信技术,在充分发挥光纤通信技术低损耗、大带宽等优势的同时,也具有无线通信灵活性、移动性的优点,具有广阔的发展前景。电光调制器作为 RoF系统中的核心器件,其性能的好坏对整个 RoF系统传输质量起决定性的作用。然而,因为材料特性所致,调制器在工作过程中,因为温度变化等外界因素影响,直流工作点会发生漂移,进而产生信号非线性失真、系统稳定性变差等问题,严重影响 RoF系统通信质量。因此,对于电光调制器偏压控制技术的研究很有必要。论文针对上述问题,对电光调制器的偏压控制技术进行研究,设计了偏压控制系统硬件电路,并且研究了采用萨格奈克(Sagnac)环实现与射频无关的偏压控制系统,以及利用单个导频信号实现级联马赫-增德尔调制器(Mach-Zehnder Modulator,MZM)任意点偏压控制方案。 论文首先介绍了电光调制器的工作原理等基础知识,理论分析了直流工作点的漂移问题。在此基础上,介绍了当前主流的两种偏压控制方案,即直流分量检测法和导频信号法,给出了算法实现流程,并分析了各自的优缺点。然后基于导频信号法设计了偏压控制系统硬件外围电路,包括光电转换与前置放大模块、低通滤波模块、模数转化模块、数模转化模块、偏压输出模块、供电模块、导频信号生成模块,对各个模块电路进行了理论分析、仿真验证。 论文深入分析了直流分量检测法手射频信号变化影响的问题,在研究 Sagnac环原理以及电光调制器正、反向调制特性后,提出了利用 Sagnac环结构实现射频信号无关的偏压控制系统,并详细的介绍了系统结构以及工作原理,该方案在直流分量检测法的基础上,利用Sagnac环结构使得偏压控制不受射频信号影响。 论文广泛研究了级联MZM应用场景及其偏压控制的必要性,分析了级联MZM的工作原理,并且在基础上提出了利用单个导频信号实现级联MZM任意点偏压控制的算法,对算法进行了详细的理论推理,并且给出了具体的算法实现流程,该算法利用了级联MZM调制特性,综合了直流分量检测法和导频信号法,实现了任意点级联MZM的偏压控制功能。