模拟微波光传输链路中的相位检测技术研究

针对目前模拟微波光子信号在长距离传输中相位不稳的现象,提出了一种基于双载波矢量和原理的相位检测技术。文中对该技术的基本检测原理进行了详细推导;实验上以1GHz的射频信号为例,对其光路设计、实验进行了系统研究。实验结果显示,该相位检测系统可对1GHz信号实现精度优于3°的相位检测。基于该方案的相位检测系统由于分辨率高、结构简单、易于构建等优点可推广至毫米波频段,应用于光控相控阵、本振信号传输以及空间技术等多个领域的相位检测,进一步实现稳相传输。     

微波光子链路附加于电域相噪的理论研究

随着近些年微波光子学的快速发展,对微波光子链路的相位噪声的关注越来越高,本论文基于直调微波光子链路建立了链路对微波信号产生的附加相位噪声的理论模型。     

微波光链路和光电探测器残余相位噪声的测量

提出了一种测量长光纤微波光链路以及链路中某一器件残余相位噪声的方法。与以前传统的残余相位噪声测量方法相比,新提出的基于互相关的双音法抑制了不相关噪声源引入的噪声,而保留了待测器件的噪声。通过这种方法,测量了外调制长光纤微波光链路的残余相位噪声,一个6 km微波光纤链路的残余相位噪声在1 kHz频偏处被测得为-130 dBc/Hz,在10 kHz频偏处被测得为-140 dBc/Hz,相较于光纤长度为1 m的短微波光链路,残余相位噪声恶化了接近10 dB。另外,为了找出光电探测器的残余相位噪声与其非线性引起的射频功率压缩度之间的关系,还用这种方法测量了工作在不同条件下的光电探测器的残余相位噪声,实验结果表明:光电探测器的非线性会恶化它的残余相位噪声。     

相位调制微波光链路的性能分析和仿真

微波光链路在现实生活中扮演了非常重要的角色,将建立相位调制微波光链路的数学模型,对相位调制微波光链路的增益、噪声系数、动态范围等性能进行理论分析,并通过OptiSystem进行系统性能仿真.     

微波光链路的噪声系数分析

微波光链路(MPL)是利用光纤传输微波信号,与传统的射频链路相比具有带宽大、损耗小、质量轻、抗电磁干扰等优势,但也存在噪声系数较大的问题,从而影响链路的动态范围.建立了直接调制的微波光链路模型,在不考虑频响的情况下推导出链路固有增益和噪声系数的表达式,研究了激光器的转换效率、光纤的损耗和相对强度噪声(RIN)对链路噪声系数的影响.还建立了链路频响的模型,推导出固有增益与频率关系的表达式,分析仿真了频率对链路固有增益和噪声系数的影响,并与实验结果进行了比较.     

微波光链路的相位噪声研究

相位噪声是影响微波光链路性能的参数之一.为了优化微波光链路的相位噪声,需推导相位噪声的理论模型.本文基于外调制微波光链路对链路相位噪声进行建模,并分析噪声系数、调制器的偏置点对微波光链路相位噪声的影响,利用matlab编程软件对该模型进行仿真,并通过实验验证该模型对相位噪声的优化具有指导意义.     

低相位噪声微波频率合成器的研究

本文讨论了在采用等效微波单环的情况下,如何实现低相位噪声的理论及具休措施。实施方案采用了窄带VCXO环、低噪声倍频源,微波宽带晶体管机械调谐VCO和ECL程序分频器,实现了C波段上两种方案的锁相与频率合成。本文还结合电路实际,提供了一种使相噪最佳的办法,并明确给出了各主要部分对合成器总噪声贡献的综合性曲线,使合成器的相位噪声指标与理论值趋于一致,并达到国内先进水平     

相对强度噪声对微波光子链路性能影响规律研究

激光器的相对强度噪声(RIN)在微波光子链路中转换为噪声功率,进而影响链路的动态范围.文章建立了基本结构的非相干和相干微波光子链路的动态范围(SFDR)模型,并通过仿真对比分析了激光器的RIN对这两种链路结构的影响.在光器件的性能水平较低时,非相干微波光子链路能获得更大的SFDR;随着光器件性能水平的提升,相干微波光子链路的SFDR将超过非相干微波光子链路.而在目前典型的器件参数条件下,两种链路的理论SFDR都能达到120 dB·Hz2/3左右.     

RoF外调制链路的噪声系数分析

分析了光纤承载无线（RoF,Radio over Fiber）外调制链路的噪声系数。通过建立数学模型,从小信号模型下推导出外部调制链路的增益和噪声系数的表达式,并研究了影响链路噪声系数的各种因素,如调制器的半波电压,输入光功率,光纤损耗,检测器的效率等,理论上得出降低噪声系数的一般方法和结论,即可以适当的降低调制器的半波偏置电压,提高激光器的输入光功率,可以选用低损耗光纤以及提高检测器的斜度效率等。     

色散补偿方式对相位调制系统中相位噪声的影响

分别推导了相位调制系统中采用色散预补偿方式和后补偿方式下非线性相位噪声的计算公式,基于此对这两种色散补偿方式下的相位噪声、功率容限以及最优信号峰值功率进行了详细的分析和讨论,结果表明:采用色散预补偿方式较后补偿方式能更有效地抑制非线性相位噪声,其对非线性相位噪声的抑制能力随着信号能量、放大自发辐射(ASE)的功率谱密度以及传输距离的增加而提高;同时,色散预补偿系统具有更高的功率容限;色散的作用使系统的最优信号峰值功率增大,最佳相移大于1rad;色散预补偿系统的最优信号峰值功率大于色散后补偿系统。     

外调制微波光子链路性能研究

针对外调制方式工作的微波光子链路,建立了链路的小信号分析模型,理论仿真了调制器输入光功率及调制器直流偏置点对链路增益、噪声系数和线性动态范围的影响。理论仿真与实验结果表明,适当增大调制器输入光功率以及使调制器工作在最佳线性偏置点,可提高链路增益和线性动态范围,同时降低链路噪声系数。该研究为优化外调制微波光子链路性能提供了有益参考。     

基于相位调制的大动态微波光子链路仿真研究

针对相位调制微波光链路线性解调困难的问题,开展了基于锁相环高线性相位解调方法的理论研究。建立了详细的链路模型,充分考虑噪声和非线性畸变的影响,推导得到了链路关键参数的变化趋势。同时结合实际链路器件参数,完成了链路关键参数的仿真研究。结果显示,基于锁相环,在200MHz的射频频率下,链路动态范围可达到127dB·Hz2/3,较传统强度调制方法提升近20dB,为大动态微波光子链路实验应用提供了一定的理论参考。     

基于窄带噪声调相的多普勒噪声对PD雷达的干扰分析

分析了噪声调相信号的时域模型及其对抗PD雷达的干扰机理,研究发现噪声调相与多普勒频移之间存在密切关系,由此提出通过窄带噪声调相获取多普勒噪声,对PD雷达实施精瞄频干扰的方法,最后通过仿真对其进行了分析与验证。     

加性噪声对微波光电振荡器相位噪声的影响

微波光电振荡器是一种基于微波光子技术的高频微波信号发生装置,它能够产生超高频谱纯度及超低相位噪声的微波信号。研究了典型的微波光电振荡器相位噪声产生机理及相位噪声谱密度。从构成微波光电振荡器的核心器件出发,分析了开环状态下,微波光电振荡器中的加性噪声来源及其对相位噪声的影响。     

噪声调相干扰信号带宽的数学分析

噪声干扰机的带宽是决定干扰效果的重要指标之一。要保证干扰机的实际带宽与设计带宽相吻合,关键在于控制好影响带宽指标的各个参数。通过理论计算得出影响带宽指标的具体参数,为噪声调相干扰机设计人员调试带宽提供了依据。