基于三频光外差法产生毫米波的研究

将三频光外差法运用到光纤无线系统(Radio-over-Fiber)中,研究了一种采用三频光外差法产生毫米波的RoF系统.在中心站产生三路不同波长的窄线宽光波,其中两路光波分别由光调制器调制上数据信号,另外一路作为本振光.经光纤传输后,再通过基站光探测器的探测混频产生两个不同频率的毫米波信号.结果表明,采用三束波长为1549.68nm、1549.52nm和1550nm的光波可产生两路分别携带10Gb/s下行基带数字信号的频率为40GHz和60GHz的毫米波,并实现基带信号在单模光纤中 20□的传输.     

基于光子脉冲的外差探测高精度测距系统

设计了光子脉冲外差探测系统的系统结构,利用光子脉冲外差原理与光子探测统计理论,建立了基于光子脉冲外差探测系统的测距精度理论模型。根据方波近似条件和光子脉冲外差探测系统的典型参数,研究了噪声和温度参数对测距精度的影响。仿真实验表明,该系统可以实现高精度的测距。     

相干光纤通信中的二次外差锁相跟踪技术的研究

本文提出了一种新的相干光纤通信中频稳定的方案——“二次外差锁相跟踪”。它使光外差中频稳定性比一般的频率负反馈方式提高了一个数量级,且光外差中频频率可自由调节。按此方案建立的实验系统,采用两个1.52μm He-Ne气体激光器分别作为独立的发射机和本机振荡器,在PZT控制电压为0～600V的范围内,实现了百兆赫量级的中频稳定,频率稳定性和频率复现性均达10~(-9)。二次外差方式有可能极大地提高光外差中频频率,为光波多路通信外差检测提供了一个易于实现的途径。     

基于光外差技术的ROF系统传输特性研究

随着多媒体技术的迅猛发展,人们对信息需求量的不断增加,目前的无线频谱资源已经无法满足人们的需求。利用ROF(光纤无线电)技术进行通信,能为系统提供更大的容量,ROF技术必将在未来网络融合中发挥巨大的作用。在基于光外差技术的ROF系统传输链路上分析了随着传输光纤的距离的变化,在接收端产生的毫米波信号的变化。在发射端主、从激光器频率差改变的情况下,接收端产生的毫米波信号的变化。     

基于光子晶体波导的毫米波阻抗调配器研究

随着无线通信相关领域的发展,无线电波的应用频率已提高到毫米波频段,研究新型的毫米波阻抗调配器具有重要的实用意义。光子晶体因其有光子带隙的特点,在波导、谐振腔、滤波器等毫米波器件上有很大的尺寸优势。本文结合实际加工条件,利用电磁仿真设计了一种基于光子晶体波导的W波段阻抗调配器并对其进行优化,具有快速调配,适用范围广的优点。     

全息光刻和二次显影法制备柱形二维光子晶体

采用全息光刻和二次显影的方法制备了柱形二维光子晶体.在此过程中,二维点状的周期结构首先在正性光刻胶上直接形成,然后经由Si3N4硬掩模转移到衬底材料上.利用二次显影的方法,曝光强度最强和曝光强度中等区域的光刻胶能够被同时充分显影,而曝光强度最弱区域的光刻胶则可以完全被保留下来.通过调节入射角,可以方便地调节二维结构的周期.利用此方法,在相对较大的面积上制备了不同周期的二维结构,二维结构具有很好的均匀性和重复性.文章对有关的工艺参数进行了详细讨论.     

利用光子晶体波导定向耦合差频产生毫米波

文章利用耦合波理论研究了光子晶体两平行直波导的定向耦合差频特性,得出以频率相近的两单频波入射两波导输入端口时,波导中的光场分布的解析表达式,并采用时域有限差分法计算了耦合波导中的模场分布.计算结果表明:通过波导的耦合作用可以在两平行波导中检测到入射波的差频包络,其时域特性与理论分析相符.提出了利用光子晶体定向耦合波导实现光波-毫米波的转换.     

传统简单型外差接收机的改善——一款72MHz二次变频外差式射频接收机的设计

本文对简单型外差式接收机的工作原理进行介绍,对其镜频抑制和频率选择性进行分析,提出改善方案,采用二次变频技术,将变中频式与简单型针对镜频干扰和频率选择进行分析比较,最后给出72MHz变中频外差式接收机的设计实物图。     

光学外差法产生微波信号特性的研究

采用光学外差技术产生微波信号,是利用两个光信号之间的频率差,这个频率差就是微波信号的频率.光信号的一些参数变化会影响产生的微波信号,针对偏振、初相位、谱线宽度等影响因素,进行了深入的理论分析与推导,并对推导的结果进行仿真,得到了随着这些参数的改变导致所产生的微波信号特性的一些变化规律.

Abstract：

A microwave signal produced by optical heterodyne technology is based on the frequency deviation of two optical signals, which is the frequency of the microwave signal. Some optical parameters can affect the generated microwave signal, and for these influencing factors, such as polarization, initial phase, and line width, analysis and derivations are conducted. And the results of the derivation are simulated, and the relationship between the changes of microwave signal and these parameters is obtained.     

应用于ROF系统的微波光子发生器研究进展

介绍了光学生成毫米波技术研究的背景及意义.综述了几种主流的毫米波光学产生技术,主要包括直接调制法、外部调制法、光外差法,以及在此基础上的改进方法:如改进的双边带调制产生光毫米波方案,新型双均匀光栅结构产生毫米波的方法等.并介绍了2种新型光学生成毫米波方法,包括采用光纤光栅滤波器获得具有一定间隔双波长成分的光脉冲光谱实现...     

基于级联双平行MZM的16倍频光生毫米波技术

为解决毫米波信号生成中存在的困难,提出了一 种基于级联双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的16倍频光生毫米波 系统。首先通过控制第1个DPMZM的直流偏压、驱动信号相位差和调制指数,完全抑制光载波 和±2阶边带,获得±4阶光边带;然后将该光波输入到另一个完全一样的DPMZM,获得±8阶光边 带和光载波输出;最后利用光滤波器(OF)滤除光载波,用光电探测器(PD)拍频得到 16倍频的毫米波输出。详细分析 了系统的工作原理,并通过仿真验证了方案的可行性。当输入射频(RF)驱动信号频率为2.5GHz时,可 得到40GHz毫米波输出,并且调制器的调制带宽仅需要 2.5GHz。本文方案具有倍频次数高、频谱纯度好等优点。     

Photonic generation of frequency 12-tupling millimeter-wave based on three cascaded-MZMs and polarization multiplexing

Optical millimeter-wave generation is a predominant approach for the generation of high-quality carrier signals for future wireless transmissions. This paper proposes an optical frequency 12-tupling millimeter-wave generation scheme using three cascaded-MZMs assisted by polarization multiplexing for carrier suppression. A three-stage MZM architecture produces the desired sixth-order sidebands along with the undesired carrier signal. The proper adjustment of polarization direction and angle of polarization rotation lead to the effective suppression of the undesired optical carrier signal. A comprehensive mathematical analysis has been accomplished to evaluate the system's performance, and the obtained results are also validated through simulation findings. The derived results demonstrate that the proposed system is capable of operating over a broad modulation index range extending from 1.5 to 4.5, thereby relaxing the stringent requirements for a constant modulation index. The proposed system generates high-purity mm-wave signals with an OSSR of 62.06 dB and an RFSSR of 54.79 dB at a modulation index of 2.6. Moreover, it is also validated that even if the system parameters like modulation index, polarizer rotation angle, and phase difference among RF driving signals deviate from their ideal values to a certain degree, the system performance remains acceptable. The involvement of polarization technique, omission of wavelength-dependent devices, and a large modulation index operating range make this methodology readily appealing for implementation in radio-over-fiber transmissions.     

一种频率可调的光学生成微波毫米波源

实现了一种频率可调的光纤微波毫米波信号源.利用掺饵光纤(EDF)环形腔中的偏振烧孔(PHB)效应和激光反向传播的特点,在室温下得到了波长间隔可调的稳定的单频单纵模双波长激光器,将两束激光在PIN光电二极管中拍频得到了频率在472.5MHz~26.5GHz间变化的毫米波信号,输出功率不小于0.015mW,3dB带宽约为3...     

基于双平行MZM和HNLF四波混频效应的24倍频光生毫米波技术

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM ) 和高非线性光纤(HNLF)四波混频(FWM)效应的24倍频光生毫米波方案。首先 通过控制DPMZM的 直流偏压、驱动信号相位差和调制指数,完全抑制光载波和±2阶边带,获得±4阶光边 带;再将其放大后输入到HNLF,通过FWM效应生成±12阶光边带,最后由光 电控制器(PD)拍 频得到24倍 频的毫米波输出。通过仿真,验证了方案的可行性。本文方案具有倍频次数高、频谱纯度好 等优点。     

一种基于光差拍技术的新型频率合成器的研究

提出了一种基于光差拍技术频率合成器的设计方案,频率合成器可以实现DC～×10^2GHz频率范围的梳状谱信号输出。利用10GHz光电探测器（PD）对一腔长为27m的环形腔掺铒光纤激光器输出的多纵模激光进行差拍,得到频率间隔为7．63MHz的梳状信号。受PD响应速率的影响,梳状谱信号的频率范围为DC～10GHz。在此基础上...     

Multi-channel 28-GHz millimeter-wave signal generation on a silicon photonic chip with automated polarization control

We propose and experimentally demonstrate an integrated silicon photonic scheme to generate multi-channel millimeter-wave (MMW) signals for 5G multi-user applications. The fabricated silicon photonic chip has a footprint of 1.1 × 2.1 mm² and integrates 7 independent channels each having on-chip polarization control and heterodyne mixing functions. 7 channels of 4-Gb/s QPSK baseband signals are delivered via a 2-km multi-core fiber (MCF) and coupled into the chip with a local oscillator (LO) light. The polarization state of each signal light is automatically adjusted and aligned with that of the LO light, and then 7 channels of 28-GHz MMW carrying 4-Gb/s QPSK signals are generated by optical heterodyne beating. Automated polarization-control function of each channel is also demonstrated with ~7-ms tuning time and ~27-dB extinction ratio.     

Microwave photonic filters based on optical semiconductor amplifier

Microwave photonic filters have been characterized by low loss,light weight,broad bandwidth,good tunability,and immunity to electromagnetic interference,and these filters can overcome inherent electronic limitations.Fiber-based filters are inherently compatible with fiber-optic microwave systems and can provide connectivity with built-in signal conditioning.This review paper presents developments of microwave photonic filters based on semiconductor optical amplifier in the last few years.Challenges in system implementation for practical application are also discussed.     

基于直流光注入直调DFB-LD的可调光毫米波信号产生技术

提出了一种基于直流光注入直接调制分布反馈式半导体激光器(DFB-LD)的载波可调的光毫米波生成方案,利用直接调制DFB-LD的输出瞬态波长随驱动电流增大而蓝移的特点,将直流光注入至直调DFB-LD的0码波长附近注入锁定。锁定的直调激光器在1码时输出的蓝移波长与原注入波长相位相干,再通过光电探测器将拍频信号转换为调制的光毫米波信号。实验重点讨论了40GHz光毫米波的产生,同时完成了30、40、50和60GHz光毫米波的可调谐性实验。本文的方案结构简单,无需外调制器和微波本振,载波可调并可产生高至60GHz光毫米波信号,可作为光/无线混合接入中成本节省的光上变频方案。     

基于周期缺陷地结构的毫米波加脊半模波导滤波器

提出了一种基于周期缺陷地结构的可集成毫米波加脊半模波导滤波器。该滤波器利用了波导的高通特性以及周期缺陷接地结构的宽带抑制特性,从而构建了有效的通带滤波器。测试表明,该滤波器的3 dB通带范围为39.4～45.4 GHz,中心频点为42.4 GHz,3 dB相对带宽为14.1%,带内最低插入损耗为2.4 dB,位于44.2 GHz,高频带外抑制在58 GHz达40 dB。该滤波器的横截面相比矩形波导滤波器减小了约64 %,有利于电路小型化、集成化。随着5G通信向毫米波频段发展,这种小型化毫米波滤波器在5G通信中有着广阔的应用前景。