基于低速光调相信号注入DFB-LD产生4～16倍频的40GHz和60GHz毫米波信号

提出一种基于低速光调相信号注入半导体分布反馈激光器(DFB-LD)产生最低4倍频,最高16倍频的40GHz和60GHz的毫米波调相信号。该方案利用注入光的N阶调相边带锁定DFB-LD的波长,同时DFB-LD放大此调相边带并与原注入光信号通过相干差拍作用在LD腔内形成毫米波调相信号。通过理论建模分析了工作原理,经系统实验验证了此方案的可行性。应用2.5,5和10GHz的光调相信号均得到40GHz或60GHz的毫米波信号,实现了最低4倍频,最高16倍频的毫米波信号产生,并通过单边带相位噪声的测量验证了毫米波的频率稳定度。     

基于双平行PM调制的60GHz光毫米波RoF系统研究

提出了一种采用相位调制器产生六倍频光载毫米波的RoF系统。该系统使用一个双平行相位调制器实现六倍频的调制,通过调节相位调制器的相位偏移量,产生出抑制一阶边带的光谱,耦合相减后得到三阶边带信号,在光电检测器中拍频,产生六倍于射频信号的光载毫米波。仿真结果表明,10GHz射频信号可以产生60GHz光载毫米波信号,5Gb/s的数据信号可在单模光纤中传输10km以上。     

采用PM调制实现光生毫米波的RoF系统

提出有效产生四倍频光载毫米波的RoF系统.系统在中心站配置一个PM调制器和光滤波器,产生抑制一阶边带和中心载波的信号,发送至基站.基站侧两个二阶边带在光电检测器中拍频,产生四倍于射频信号的光载毫米波.仿真结果显示,12GHz射频频率可产生48GHz光载毫米波,2.5Gb/s的数据可在下行链路的光纤中传输35km以上,功...     

采用外调制器产生四倍频的光载毫米波光纤无线通信系统

实验研究了采用一个外部调制器和一个光纤布拉格光栅(FBG)滤波器产生四倍频光载毫米波的光纤无线通信(ROF)系统.在中心站(CS),数据和射频(RF)信号通过混频后驱动外调制器,调节外调制器的直流偏置,产生抑制奇数阶边带的信号,用FBG将中心载波滤除,两个二阶边带通过光纤发送至基站.在基站(BS),两个边带在带宽为60 GHz的光电二极管中拍频,产生四倍射频信号的毫米波信号.实验显示,当射频频率为10 GHz时,可以产生频率为40 GHz的光载毫米波信号,得到的毫米波眼图和信号解调后的眼图效果都很好,功率代价小于1 dB.从眼图和功率代价两方面来看,2.5 Gbit/s的数据信号可在下行链路的光纤中传输40 km以上.     

基于三角波与HNLF的90GHz光生毫米波技术研究

通信技术的飞速发展对带宽提出了更高的需求, 移动通信向毫米波等更高频段发展 ,w波段(74 GHz)的宽频谱可以满足对高 流量的需求,为人们对w波段系统的研究提供了 巨大的推动力。本文理论提出并仿真了一种使用三角波信号作为射频信号驱动双驱动马赫增 德尔调制器(DDMZM)产生高阶边带,用高非线性光纤(HNLF)产生四波混频效应(FWM)进 一步提高倍频数的生成90 GHz毫米波的30倍频 光生毫米波产生方案。仿真结果表明,该实验 方案可以使用3GHz的射频信号生成90 GHz的光生毫米波信号,且搭 载2.5 Gbit/s的NRZ信号传 输20 km后,眼图清晰信号质量良好。另外分析了HNLF长度以及输入H NLF的光信号强度对FWM 的影响,得到能使HNLF产生最佳±15阶边带的条件,进而进一步优化 整个系统。     

采用电光调制器产生光毫米波的全双工通信光纤无线通信系统

实验研究了一种采用单个电光调制器产生光毫米波的方法和相应的全双工无线通信系统。在中心站采用电混频器产生电毫米波,然后再利用电光制器产生双边带信号。利用光交错复用器将中心载波和双频一阶边带信号分离。双频一阶边带用于产生2倍射频信号的光毫米波,而中心光载波用来作为上行链路的光载波。实验显示采用频率为20GHz射频信号产生光毫米波的频率为40GHz,而且将下行链路和上行链路中2.5Gbit/s的数据在单模光纤中传输距离达20km,而功率代价均小于0.5dB。     

多业务传输的WDM-ROF-PON系统研究

针对多业务传输的WDM-ROF-PON(融合光载无线技术的波分复用-无源光网络)系统的稳定性和业务间串扰问题,设计了一种能同时传输两种无线业务的WDM-ROF-PON系统。实验过程中,对下行链路的4路ROF信道进行了测试,系统能同时传输60GHz 2.5Gbit/s的毫米波信号和5GHz 155Mbit/s的DPSK(差分相移键控)信号,传输距离为20km。各信道中低频业务传输20km后功率代价为0.4～2.8dB,毫米波信号传输20km后功率代价为1.5～3.2dB;仅传输毫米波业务时,接收机灵敏度提升0.6～2dB。实验结果表明,各信道中两种业务的信号传输性能均良好,系统较稳定,低频业务对毫米波业务的干扰较小。     

ROF中基于单个光波长与LiNdO3调制器的多频光毫米波

实验研究了一种采用单个光载波和一个单臂LiNdO3调制器同时产生多个不同频率光毫米波的光无线通信(ROF)系统。在中心站,多路不同频率的射频(RF)信号与相应的基带数据信号进行混频,再用功率耦合器将它们耦合成一路信号,输出信号用于驱动单臂LiNdO3调制器进行载波抑制调制去产生多频率的光毫米波信号。经过光纤传输后,在基站,利用光滤波器将载有不同频率光毫米波的光频成分进行分离,之后再分别进入光电检测器(O/E)进行检测。实验结果显示,采用频率为10 GHz与20 GHz的RF信号源可以产生频率为20GHz与40 GHz的光毫米波,20 GHz的毫米波携带2.5 Gb/s的下行基带数据信号在单模光纤中可以传输40km以上,因此这种方案是有效和可行的。     

一种新型的单边带调制技术

从理论和实验两方面研究了一种新型单边带调制(SSB)技术,通过在中心站合适设置单臂强度调制器的偏置电压,使调制器产生的奇数边带被抑制,采用滤波器滤除其中的一个二阶边带,即可产生单边带信号.用该新型的单边带调制技术产生的光毫米波理论上可以传输148 km.同时搭建了实验系统,采用10 GHz的本振信号源与2.5 Gbit/s的数字信号混频后驱动单臂强度调制器产生抑制奇数边带的调制信号,再通过一个滤波器得到20 GHz的单边带毫米波,还得到了不同载波边带比(CSR)情况下的毫米波眼图.通过实验分析不同载波边带比对传输性能的影响,发现载波边带比为0 dB时,传输性能最佳.     

采用两个级联外部调制器产生四倍频光载毫米波的光纤无线通信系统

研究了一种采用两个级联外部调制器基于光载波抑制原理产生四倍频毫米波的光纤无线通信(ROF)系统.在中心站利用电混频器产生副载波复用信号,通过第一个外部调制器产生两倍射频(RF)信号的光载毫米波信号,再通过第二个外部调制器产生四倍射频信号的光载毫米波.实验显示采用频率为10 GHz的射频信号源和2.5 Gbit/s的数据基带信号混频通过两个级联外部凋制器后产生毫米波的频率为40 GHz,并且在单模光纤中传输距离达20 km,功率代价小于2 dB.     

基于法布里-珀罗波长选择器的毫米波信号产生的研究

随着移动增值服务的快速增加,对无线通信带宽的需求越来越高,光纤无线电系统作为宽带无线接入系统受到越来越多的关注。理论分析了将法布里-珀罗(F-P)波长选择器引入光纤无线电系统中从可调谐激光器中选出两束相位近似相等的相干光,利用光外差的原理经过光电探测器接收之后产生的毫米波信号,降低了相位噪声对产生的毫米波信号的影响。通过仿真发现在带通滤波器的输出端产生了频率为两束相干光频率差60GHz的毫米波信号,分析了随着光纤的长度增加,信号在光纤中的损耗越来越大,噪声也随之增加,毫米波信号的功率越来越低。     

基于调制边带法的高次倍频光毫米波产生

提出了利用外调制技术的调制边带法的六倍频和八倍频光毫米波产生方案。方案仅采用一个马赫曾德尔调制器,并利用其非线性传输特性,通过调节MZM 的偏置电压和调制电压,控制边带的强度,仅保留三阶边带或四阶边带,从而实现六倍频及八倍频光毫米波的产生。采用将基带数据信号仅调制在一个三阶边带或四阶边带分量的方式,有效防止走离。数值分析结果表明,提出的方案仅需10 GHz 及7.5 GHz 的调制信号频率就能得到60 GHz 毫米波,大大减小了调制信号频率,增加了上变频系数,传输距离可达160 km,而功率代价变化不大。与提出的其他高倍频技术相比,由于系统仅采用一个马赫曾德尔调制器,提出的方案系统结构更为简单,且此方案色散影响较小,传输距离更长。     

ROF系统中基于SOA非线性效应的光子上变频技术研究

在光载射频（ROF）系统中,为了将承载信息的光基带信号上变频到微波／毫米波波段,本文基于半导体光放大器（SOA）中的交叉增益调制（xGM）和交叉相位调制（XPM）效应实现了光子上变频：即实现了1．25Gb／s基带信号到30GHz的毫米波信号的转换。文中分析了SOA驱动电流的变化（50～200mA）和信号光与本振光波长间...     

A Future Millimeter/Sub–Millimeter Radiometer for Satellite Observation of Ice Clouds

The instrument concept of a future spaceborne millimeter/sub-millimeter radiometer is proposed in this paper for the remote sensing of ice clouds from satellite. The proposed radiometer is expected to operate at a series of frequencies within the millimeter and sub-millimeter wave range from 150 to about 900 GHz. Five frequencies are selected in the atmospheric windows, i.e., 150, 220, 463, 683, 874 GHz, and at each frequency there are two orthogonally polarized channels. Three water vapor channels located close to 183.31 GHz are also included in this instrument, since they can provide water vapor information, which is needed for ice cloud parameter retrieval. To simplify system design and test, a modular design philosophy is followed in the receiver frontend design and two antennas are used separately for the millimeter and sub-millimeter channels. Overall, the instrument requirements can be met with today's technology, except for the channels at the highest frequencies, where the radiometric sensitivity can be larger than the required 1.0 K for the 10 km spatial resolution (2.5 ms integration time). However, this situation can be improved by averaging neighboring pixels in data processing if certain compromise in the spatial resolution can be made at these frequencies.     

全W 波段宽带波导双工器研究

为解决下一代毫米波超宽带探测及雷达系统中谱段覆盖不足的问题,文中提出一款W 波段宽带波 导双工器的设计,能实现两个宽带谱段信号的分离和合并。首先提出基于波导混合网络原理的波导型双工器架 构设计;其次,结合高通滤波器结构,提出全W 波段波导双工器的优化设计;最后,基于数控CNC 技术对该W 波 段双工器进行制备。该双工器不仅能够实现宽带频分/ 频合和通道间高隔离性能,且具有高频段、易工艺实现的 简单结构。实际测试结果表明该双工器能够将W 波段划分为75~94 GHz 和94~110 GHz 两个频段(3 dB 相对带 宽分别为22.6%和15.7%),两通道内插入损耗分别约为-0. 5 dB 和-0. 6 dB,通道间隔离度基本优于-15 dB,且 实测性能均与仿真数据一致。此外,该W 波段波导双工器易被扩展至太赫兹频段应用。     

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。     

The influence of fiber dispersion on the transmission performance of a quadruple-frequency optical millimeter wave with two signal modulation formats

This paper reports investigations of the transmission performance of a 40 GHz dual-tone optical millimeter (mm) wave by quadrupling a radio-frequency local oscillator via a single dual-electrode Mach–Zehnder modulator based on the transmission function of the dispersive fiber. The theoretical analysis and simulation results show that, although the fiber chromatic dispersion does not cause a fading effect on the optical mm wave with the two signal modulation formats, the bit walk effect caused by the time shift of the sidebands due to fiber dispersion limits its transmission distance as the signal is modulated on the two tones. The limitation of transmission distance caused by the bit-walk effect can be overcome if the signal is modulated on only one of its two tones, and, in this way, the transmission distance is greatly extended. Moreover, the dual-tone data modulation format is more suitable for a radio-over-fiber link with transmission distance less than 40 km owing to the good signal performance and ease of implementation, while single-tone data modulation can be applied for a longer fiber link, even up to 120 km.     

基于并联调制器的高倍频毫米波信号生成

为了获得更高频率的信号，采用了一种基于并联马赫-曾德尔调制器（MZM）和半导体光纤四波混频效应的二十四倍频光生毫米波方案。本振信号被并联MZM调制后可以获得高纯度的±4阶边带，在四波混频效应下，又可以生成±12阶边带，用级联的布喇格光栅滤波器滤除±4阶边带，经光电探测器拍频便可生成二十四倍频信号。结果表明，当输入本振信号为5GHz时，生成的120GHz高频微波毫米波信号射频杂散抑制比为22dB，频谱纯度很高，且具有很好的可调谐性。该研究为高频微波毫米波信号的生成提供了更高的倍频方法。