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宽带射频信号光纤传输技术的研究

作　者: 郭明辉
导　师: 郑史烈；章献民
学　校: 浙江大学
专　业: 物理电子学
关键词: 宽带射频信号光纤传输波分复用外调制直接调制马赫曾德尔调制器(MZM)偏置电压控制电路
分类号: TN929.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

射频信号光纤传输技术已经成为目前射频通信和光纤通信的研究热点。借鉴先进的光电通信技术,我们从理论分析和实验测量两方面研究了宽带射频信号的光纤传输技术,设计并实现了6-18GHz的宽带射频信号光电转换传输系统。本文分三个部分来研究宽带射频信号光纤传输技术。第一部分是链路模型,考虑实际应用需要,传输系统采用光波分复用方案,在一根光纤同时实现宽带射频信号和另一路数字控制信号的传输。在中心站,DFB激光器发射出波长为1550nm的光,宽带射频信号通过马赫-曾德尔调制器(MZM)外调制到光上；FP激光器发射出波长为1310nm的光,数字控制信号通过直接调制的方式调制到光上；两路不同类型的光信号利用波分复用器合成到一根光纤上进行传输。在基站,利用解波分复用器将中心站发射的光信号分开,然后使用相应的光电探测器解调这两路信号。第二部分介绍了射频光纤传输链路中的基本构成及主要的光电器件,分析了激光器、MZM、光电探测器、耦合器及波分复用器等对系统性能的影响。最后在链路模型及对光器件分析的基础上,设计并实现了具体的传输系统,测量分析了系统的电气性能。主要工作包括DFB激光器驱动电路、MZM偏置电压控制电路及数字信号调制解调电路的设计与实现、电路与光链路的整合及宽带射频光传输链路性能的测量。系统中MZM偏置电压控制电路的使用,有效地消除外界温度对宽带射频信号调制性能的影响。我们测量了低温、常温及高温下系统的电气性能,结果表明：系统在各个温度下都能够正常工作,测试指标均满足系统要求,

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题研究背景与意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-13
  1.3 论文研究内容  13-15
第2章宽带射频信号的光纤传输方案  15-22
  本章概述  15
  2.1 光纤无线通信系统的概述  15-18
    2.1.1 ROF系统的基本构成  15
    2.1.2 ROF通信技术的优点  15-16
    2.1.3 ROF在通信系统中的应用  16
    2.1.4 光波分复用  16-18
  2.2 宽带射频信号的光纤传输方案  18-21
  本章小结  21-22
第3章光纤传输系统中的光器件  22-41
  本章概述  22
  3.1 激光器  22-27
  3.2 马赫曾德尔调制器(Mach-Zehnder Modulator; MZM)  27-33
    3.2.1 物理基础  27-29
    3.2.2 基本数学模型  29-32
    3.2.3 MZM的技术指标  32-33
    3.2.4 啁啾系数  33
  3.3 光电探测器  33-35
    3.3.1 PIN光电探测器  33-34
    3.3.2 雪崩型光电二极管(APD)  34
    3.3.3 光电探测器的特性参数  34-35
  3.4 耦合器  35-37
  3.5 光波分复用器  37-38
  3.6 抗弯曲光纤  38-39
  本章小结  39-41
第4章宽带射频信号光纤传输系统的实现  41-73
  本章概述  41
  4.1 传输系统的整体结构  41-43
  4.2 系统的实现  43-61
    4.2.1 DFB激光器驱动电路  43-48
    4.2.2 MZM偏置电压控制电路  48-58
    4.2.3 数字信号传输模块  58-61
  4.3 系统测试结果及分析  61-72
    4.3.1 光功率的测量与通讯功能的测量  61-64
    4.3.2 射频性能测试  64-72
  本章小结  72-73
第5章总结和展望  73-74
参考文献  74-77
作者在学期间所获得的科研成果  77

宽带射频信号光纤传输技术的研究

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