标签密集环境下天线互偶效应研究

基于射频识别技术原理及Friis传输方程, 导出了无源超高频射频识别系统链路模型, 结合二端口网络分析方法, 导出了标签密集环境下的标签天线互阻抗计算表达式.利用单阅读器单标签时的标签阻抗匹配条件, 基于功率传输系数及调制因子, 分析了互偶效应对系统链路的影响.在开阔室内环境中, 测试了双标签及标签单、双平面布置情形下的阅读器天线最小发射功率及系统识别率.测试结果表明, 双标签及双平面情形下, 阅读器天线最小发射功率变化率分别为(-7%, 11.6%)及(-10%, 12.5%). 关键词： 射频识别 密集环境 互偶效应 互阻抗     

基于软件无线电的无源超高频RFID标签性能测试

讨论了无源超高频射频识别(UHF RFID)系统的信号传输过程及性能测试方法,以软件定义无线电方式实现了符合ISO/IEC18000-6C标准的无源标签的部分性能测试,研究了部分通信参数动态变化时标签应答功率的变化,并对不同标签的灵敏度进行了测试.所有实验在常规条件下完成,测试研究表明在基带编码采用较小的Tari值、PW为50％以及较高的调制系数时,阅读器能够接收到标签反射回来的最大功率,系统的识别距离最远. 关键词： 射频识别 无源电子标签 标签灵敏度 性能测试     

无源射频识别系统中的雷达截面分析与计算

基于无源射频识别技术原理和天线散射理论,导出了不同负载情况下的雷达截面计算方法,并结合雷达截面和电磁传播环境分析了无源射频识别系统的识别距离.通过测量标签天线不同负载情况下的反向散射功率,再结合该计算方法,从而得出雷达截面.理论分析与实验测量结果保持一致.研究结果对优化无源射频识别系统的标签性能有益. 关键词： 射频识别 天线 雷达截面 识别距离     

无源超高频射频识别系统路径损耗研究

基于射频识别技术原理及Friis传输方程, 导出了自由空间下无源超高频射频识别(RFID) 系统路径损耗表达式. 结合菲涅耳区理论, 分析了菲涅耳余隙及阅读器天线至标签间距两因变量条件下 第一菲涅耳区受阻隔对RFID系统路径损耗的影响, 并提出了双斜率对数距离路径损耗模型. 在开阔室内环境下, 测试了菲涅耳余隙及阅读器天线至标签间距变化时的系统路径损耗. 测试结果表明: 菲涅耳余隙大于第一菲涅耳区半径1.5倍时, 刃形障碍物对系统路径损耗影响较小; 相比传统对数距离路径损耗模型, 双斜率模型标准差减小10%. 关键词： 射频识别 路径损耗 菲涅耳区 线性回归     

基于量子相干效应的无芯射频识别标签的空间散射场测量

基于原子蒸汽池中铯里德伯原子的电磁感应透明光谱在微波场作用下的Aulter-Towns效应,测量了无芯射频识别标签线形散射单元的近场散射微波电场二维空间分布,空间分辨率可达到亚微波波长.实现了射频电场极化方向与线形散射体标签夹角的有效分辨.电磁仿真软件的仿真结果与实验测量符合得很好.本研究提供了一种测量微波电场近场测量的新方法,对无芯射频识别标签的散射单元设计和标定以及电子电路的电磁辐射测量具有重要的意义.     

微机电系统红外脉冲光源调制特性的研究

针对微机电系统热激发红外光源的动态特性,采用一种新的计算方法。即通过建立光源在不同初始温度下升温与加电时间、功率之间的关系,定量估算不同脉冲频率下辐射功率的调制深度。该方法可以计算调制深度大情况下的动态特性。就其中两个重要影响因素加电方式和发射率分别进行讨论,得到:饱和功率相同的前提下,采用恒压源供电方式相比恒流源供电和恒定功率供电响应时间更小,从而更有利于改善光源的动态调制特性;相同条件下,选择高发射率的光源材料也有利于缩短上升时间。结合计算结果,对一个微型铂金薄膜红外光源的频响特性进行了验证测试,测试结果与计算分析符合较好。     

780W全光纤窄线宽光纤激光器

高功率窄线宽光纤激光器在相干探测、功率光谱合成等方面具有广泛的应用前景.分析了高功率窄线宽光纤激光器中受激布里渊散射效应的抑制方法,以及正弦相位调制光谱展宽理论.采用正弦相位调制技术将单频激光器的线宽展宽至2.9 GHz,通过三级放大结构对输出功率为50 mW的窄线宽种子源进行放大,实现了中心波长1064.34 nm、线宽2.9 GHz、最大功率780 W的激光输出,光—光转换效率79%,光束质量M2x=1.44,M2y=1.43.分析了相位调制前后输出功率提高的原因,认为正弦相位调制增加的纵模降低了光纤中的功率谱密度,提高了输出激光的受激布里渊散射阈值,促使相位调制后的输出功率大幅提高.该激光器的输出功率仅受限于抽运功率,进一步提高抽运功率,有望实现更高功率的窄线宽光纤激光输出.     

光栅外腔半导体激光器GHz射频调制特性研究

研究了光栅外腔半导体激光器(ECDL)对射频频率调制的响应特性,分析了射频频率调制时光栅外腔对半导体激光器的边带信号的影响.实验中测量了GHz射频频率调制的.ECDL输出的边带信号随射频信号功率、注入电流、光栅外腔长度的变化情况.证实了当射频调制频率等于光栅外腔自由光谱区的整数倍时,ECDL输出的边带信号可在一定程度上得到增强.     

强度调制532 nm激光水下测距

激光水下探测在水下目标搜寻、资源勘探等领域具有重要的应用,而散射是激光水下探测面临的主要挑战.载波调制激光雷达具有抗散射、抗干扰的优点,本文利用自行研制的532 nm强度调制激光源,在3 m长的水箱中搭建激光水下探测系统. 532 nm激光源最大输出功率为2.56 W,强度调制范围为10.0 MHz—2.1 GHz,光束发散角约0.5 mrad.通过在水箱中添加氢氧化镁(Mg(OH)_2)粉末,测量了不同浑浊度下水的衰减系数.采用相位测距的方法,目标反射光的调制信号为探测信号,对激光源进行调制的电信号作为参考信号,利用相关运算获得激光的延时时间,进而可以获得水下目标的距离.最大调制频率为500 MHz时,实现了距离为4.3个衰减长度目标的探测,测距误差约12 cm.探测距离越远,测距误差越大,调制频率越高,测距精度越高.     

光探测器偏压调制技术的理论研究

为了简化和改善光载无线通信系统,提出了一种光探测器偏压调制技术,利用PIN光探测器(PIN-PD)和单行载流子光探测器(UTC-PD)的输出光电流随偏压变化的特性进行调制.采用光探测器偏置调制技术,光电探测和调制可以在一个光探测器上同时实现.研究表明当入射光功率为2.93dBm时,PIN-PD在10GHz射频副载波上的调制带宽为800 MHz,UTC-PD在150GHz射频副载波上的调制带宽为18.75GHz.调制带宽随入射光功率的增大而增大,当入射光功率为12.93dBm时,UTC-PD在150GHz射频副载波上的调制带宽可达25GHz.调制深度与正弦偏压调制信号的最小值有关.     

交调失真影响下星间微波光子链路接收灵敏度优化

高输入信号功率时的交调失真是降低星间微波光子链路接收灵敏度的主要因素。考虑输入N路四相相移键控(QPSK)调制信号的情形,建立了强度调制/直接检测(IM/DD)星间微波光子链路模型。利用傅里叶级数展开、傅里叶变换/逆傅里叶变换和Graf加法定理,推导出了接收信号任意谐波和交调分量的解析表达式,在确定三阶交调失真个数的基础上,得到了接收光功率与信号噪声失真比(SNDR)之间的关系。着重分析了不同调制方式下链路接收灵敏度与信道数和调制系数之间的关系。当调制系数较小时,接收灵敏度对信道数变化不敏感。随着调制系数的增大,接收灵敏度先增大后减小,存在最佳的调制系数可以使链路接收灵敏度最高。     

Effects of Direct Current Bias-Drifting on Radio on Fiber Link

The effects of direct current (dc) bias-drifting on radio on fiber (RoF) links are quantitative investigated and simulated. Single sideband (SSB) modulation and carrier suppressed double sideband (CS-DSB) modulation RoF links are considered, power variation of targeted signal and harmonic suppression on account for bias-drifting are calculated and evaluated. Our results suggest that power variation can be maintained within 1.1 dB with dc bias drift ε less than 5% in the SSB modulation RoF link and the degradation of harmonic suppression is evident with ε exceed 2% in the CS-DSB modulation RoF link.     

Receiver structure and estimation of the modulation index for tamed frequency modulated (TFM) signals

Tamed frequency modulation (TFM) is a spectrally efficient constant amplitude continuous phase modulation (CPM) scheme which can be simply realized by using a frequency modulator (FM). In the implementation the modulation index of TFM is calibrated to have a nominal value of 0.5, but due to temperature variations it can drift causing time varying phase jitter. In this paper we present novel algorithms and performance results to measure and control the modulation index in a coherent receiver based on the joint reduced state sequence detector (RSSD) and per-survivor processing (PSP) carrier phase estimation. The modulation index estimator measures phase transitions in the receiver and derives estimates by comparing the result to the coding rule of the TFM signal. The estimator has acquisition and tracking ability, and the current estimate can be used to replace the nominal index value. Our simulation results show that the proposed coherent receiver with the novel modulation index estimator has less than 1 dB performance degradation compared to around 4.5 dB exploiting only the PSP carrier phase estimation.     

Analysis of free space optical link in turbulent atmosphere

Free space optical (FSO) communication is an upgraded supplement to the existing wireless technologies. FSO technology provides vast modulation bandwidth, unlicensed spectrum, cost effective deployment, low power consumption and less mass requirement. Today, researchers are preliminary focused to use the free space communication systems for inter satellites links. In this paper, the performance analysis of FSO communication link in weak atmospheric turbulence has been analyzed for different atmospheric transmission windows using OOK modulation. The analysis has been done using bit error rate as the performance metric. The effect of attenuation on the link performance has been investigated by varying distance between transmitter and receiver for a given power and data rate. Further, BER performance analysis has been carried out for varying data rate and transmitted power. Also, the effect of attenuation on received optical power has been studied. The work has been performed in OptSim environment.     

外调制激光器输出功率高精度控制技术研究

为了研究高速1550 nm微波光纤链路的高精度外调制特性,针对多量子阱分布反馈激光器的物理模型讨论了输出功率、阈值电流与温度的依赖关系,建立了相应的恒温恒功率控制电路,使激光器输出功率稳定在±0.005 dB以内,调制输出3 dB谱宽为0.5 nm,边模平坦,边模抑制比大于30 dB。另外设计了自动增益控制电路和附加相位调制电路,对外调制阶段的光功率进行控制。实验结果表明,采用1550 nm激光器及上述控制电路构成相应的外调制微波光纤链路系统,可有效地提高光发射模块输出光功率的稳定性,克服了直接调制带来的光谱展宽和消光比不稳定的缺点,实现了微波信号的高线性低失真传输。     

Gamma-Gamma湍流信道中大气光通信系统误码特性分析

大气信道中的大气湍流是影响无线激光通信系统性能的主要因素之一, 其引起的强度闪烁效应会对接收信号的提取和还原造成很大干扰。基于Gamma-Gamma概率分布的大气湍流信道统计模型, 研究了利用副载波相移键控(PSK)强度调制技术的大气光通信系统的误码特性; 推导了副载波二进制相移键控(BPSK)及开关键控(OOK)两种调制模式下的系统误码率表达式; 对在一定条件下的大气光通信系统, 比较了副载波BPSK和OOK两种调制模式的误码特性; 分析了链路特征、接收口径尺寸、通信波长和天顶角等因素对系统误码率的影响。结果表明, 增大接收孔径和通信波长都能有效地降低系统误码率, 而天顶角的增大则会使系统误码率增加, 副载波BPSK调制模式的误码特性要优于OOK调制模式的误码特性。     

星间微波光子链路调制方式的优化

针对外调制星间微波光子链路输出信噪比优化问题,建立了基于双电极马赫 曾德尔调制器的强度调制直接探测星间微波光子链路模型,通过优化调制器调制方式来提高链路性能。用数值模拟方法得到了单边带、双边带和推挽式3种调制方式下链路输出信噪比,利用曲面投影法求得了最优调制方式时一定信噪比要求下发射端所需最小光放大器增益和对应的调制器直流偏置相位。结果表明:相同输入射频信号功率和发射光功率情况下,双边带调制输出信噪比比单边带调制高3 dB,低直流偏置相位推挽调制可以进一步优化输出信噪比。输入射频信号功率为-20 dBm,输出信噪比为17.3 dB时,所需最小光放大器增益为43.9 dB,对应的直流偏置相位为0.87。     

Novel model of FM-noise conversion in a UMZI using RF external phase modulation of lasers: Theoretical and experimental results

In this paper, we propose and demonstrate a new and original model for theoretical calculation and experimental measurement of the noise power spectral density (NPSD) in phase-modulated optical links. The phase modulation is operated in the RF frequency range by an external phase modulator. The NPSD is derived for the first time in interferometric systems, by considering all effects such as the 1/f FM noise of the laser and white noise applied to light from a 1550 nm DFB laser, with phase modulation. The results show for the first time the influence of the phase modulation index, modulation frequency and interferometric delay in the phase-to-intensity noise conversion. The experimental and simulation results of conversion of FM-noise to intensity noise in an optical link by considering the external RF phase modulation are shown with good agreement.