基于SOA—XGM的超宽带脉冲信号的光学产生法

超宽带技术（UWB）在无线通信、雷达、传感等多个领域有着重要的应用,由低损耗、高带宽的光纤传输的UWB光传输系统,即UWB over fiber,是目前国内外研究的热点课题,如何在光域中生成UWB信号是该系统的关键技术之一。为此提出了一种利用半导体光放大器（SOA）的交叉增益调制（XGM）效应和布拉格光纤光栅（FBG）...     

基于非线性光学环镜中SOA的XPM效应生成UWB信号的研究

利用非线性光学环镜(NOLM),提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的交叉相位调制(XPM)效应生成超宽带(UWB)信号的方法,设计了系统结构,并进行了仿真实验,得到了中心频率约为6.7GHz、相对带宽约为161%的UWB信号,该信号符合美国联邦通信委员会(FCC)标准,从而验证了该方法的可行性。另外,所生成的UWB信号的中心频率及带宽还具有可调性。     

基于SOA的交叉相位调制生成UWB信号的研究

超宽带信号(UWB)的光学生成技术是光载超宽带通信系统(UWB-over-fiber)的关键技术,半导体光放大器(SOA)的非线性特征在全光信号处理中有着广泛的应用。提出基于SOA的交叉相位调制(XPM)效应的UWB的光学生成方法。该方法首先利用SOA的XPM实现高功率的高斯泵浦光和低功率的直流探测光的XPM,然后利用光学滤波器对探测光进行鉴频,实现相位调制到强度调制的转换,从而获得单周期UWB信号。提出了采用光带通滤波器和波分复用器对探测光进行鉴频的两种方法,获得中心频率分别为5.15GHz和5.05GHz,相对带宽分别为150%和149%的UWB信号,符合FCC标准。     

基于光注入半导体激光器的超宽带信号产生

提出一种基于光脉冲注入条件下半导体激光器腔 内交叉增益调制(XGM)效应的超宽带(UWB)信号产生方案,通过一个增益开关激光器(ML)、 一个半导体激光器(SL)和一个光带通滤波器(OBPF),在平衡探 测器(BPD)端口直接检测输出重复频率为2.5GHz的UWB一阶微分(Mo nocycle)和二阶微分(Doublet)信号, 而且通过引入马赫-曾德尔调制器(MZM),还可对产生的UWB信号实现开关键控(OOK)。 对所提系统 进行了全面的系统仿真分析,并进行了实验验证,实现了上述各种条件的UWB信号产生,并 实现了UWB信 号的40km光纤传输实验。实验结果表明:该方案获得的UWB信号的频 谱与美国联邦通信委员会(FCC)定制的EIRP标准吻合,同时经过调制的 UWB信号的波形经40km光纤传输之后基本保持不变。为了证明本文方 法产生的UWB信号的重复变化特点,还产生了频率为3.75GHz的UWB信 号。     

基于SOA-XGM的对称型UWB信号光学产生的研究

文章提出了两种利用SOA(半导体光放大器)的XGM(交叉增益调制)和FBG(光纤布拉格光栅)光学生成对称型UWB(超宽带)信号的新方法.分析了该方法的工作原理并进行了仿真实验,分别得到了符合FCC(美国联邦通信委员会)标准的中心频率为5.35 GHz、相对带宽为114％以及中心频率为4.7 GHz、相对带宽为132％的...     

同时产生二阶及三阶超宽带信号的研究

提出了一种利用SOA(半导体光放大器)的增益饱和效应及XGM(交叉增益调制)效应同时产生二阶及三阶UWB(超宽带)信号的方案,分析了其工作原理,并采用光子模拟软件进行了仿真实验,得到了中心频率为6GHz、相对带宽为143%的二阶信号和中心频率为8GHz、相对带宽为120%的三阶信号,两者均符合FCC(美国联邦通信委员会)对UWB信号的规定。同时,还分析了输入脉冲信号宽度、探测光及泵浦光功率对生成的UWB信号的影响。     

同时产生二阶及三阶超宽带信号的研究北大核心

提出了一种利用SOA(半导体光放大器)的增益饱和效应及XGM(交叉增益调制)效应同时产生二阶及三阶UWB(超宽带)信号的方案,分析了其工作原理,并采用光子模拟软件进行了仿真实验,得到了中心频率为6GHz、相对带宽为143%的二阶信号和中心频率为8GHz、相对带宽为120%的三阶信号,两者均符合FCC(美国联邦通信委员会)对UWB信号的规定。同时,还分析了输入脉冲信号宽度、探测光及泵浦光功率对生成的UWB信号的影响。     

利用光反馈半导体激光器产生超宽带混沌脉冲信号

提出了一种基于光反馈半导体激光器的混沌特性产生超宽带(UWB)信号的新方法。一个商用的通信波段半导体激光器在外腔光反馈下实现混沌振荡,输出连续波混沌激光,经由一个电吸收调制器后,被调制为一系列混沌脉冲信号。该混沌脉冲信号的频谱特性可通过调节半导体激光器的偏置电流和反馈强度进行控制。实验分别获得了中心频率为4.0 GHz、相对带宽为181%和214%的混沌脉冲UWB信号。进一步数值仿真了偏置电流和反馈系数对混沌脉冲UWB信号频谱特性的影响,实验结果与模拟验证相符。该方法实验装置简单,UWB信号频谱特性易控,可用作未来UWB光纤无线通信系统的光生微波信号发生装置。     

基于光纤XPM光学生成UWB信号的方法

提出了一种基于色散位移光纤(DSF)的交叉相位调制(XPM)效应的超宽带(UWB)光学生成方法。该方法首先利用DSF的XPM效应实现高功率的高斯泵浦光对低功率的直流探测光的交叉相位调制,然后利用光纤布拉格光栅(FBG)对探测光进行鉴频,实现相位调制到强度调制的转换,从而获得单周期UWB信号。利用光子仿真软件对方案进行了仿真实验,得到了中心频率分别为7GHz和6.95GHz、相对带宽分别为143%和145%的UWB信号,验证了所提方法的可行性。同时,研究了输入信号脉冲宽度、FBG的反射率、鉴频器的类型对产生的单周期UWB脉冲信号波形和频谱的影响。仿真实验的结果表明,该方案对输入信号脉冲宽度不是过宽的情况下具有良好的容忍度,光学高斯带通滤波器、波分复用器和FBG等光滤波器均可作为鉴频器,采用FBG优点是可通过改变反射率灵活地调整产生的UWB脉冲信号的波形。     

基于微波光子学的光载超宽带信号产生和传输技术

光载超宽带技术因兼具超宽带信号大带宽、传输速率高等优点和光纤传输的远距离传输、损耗小等优势而在近年来备受关注。文章提出一种基于微波光子技术产生超宽带(UWB)信号的系统,该方案基于非线性PM-IM转换,产生一阶超宽带信号,然后又用平衡光电探测器(BPD)和光延迟线构建延迟线滤波器对其进行一阶差分,产生了符合美国联邦通信委员会(FCC)掩膜要求的二阶超宽带信号。系统最终产生的二阶超宽带信号的频谱具有大约5.4 GHz的中心频率和4.3 GHz的10 dB带宽。另外,还提出了一种基于直接序列-二进制相移键控调制(DS-BPSK),并使用卷积编码进行信道编码,然后使用啁啾布拉格光栅对信号进行色散补偿的信号处理技术。通过Opti-system软件进行仿真验证,在前向纠错门限为3.8×10^-3时,接收机灵敏度提升了约5.5 dBm,有效降低了误码率,提升了光载超宽带系统的传输性能。     

基于光纤光栅的超宽带信号产生与传输

针对现有方法功率利用率低与调制实现困难的问题,采用基于光纤光栅（FBG）的超宽带（UWB）调制信号产生方法,建立了UWB信号产生系统。不仅可以实现UWB信号的调制,而且提高了产生信号的信噪比。实现了二进制相位调制（BPM）、脉冲幅度调制（PAM）和脉冲位置调制（PPM）等UWB信号产生。分析了光纤传输对产生信号的影响,...     

An approach to ultrawideband pulse generation and distribution over optical fiber

We propose a novel approach to generating and distributing ultrawideband (UWB) pulse signals over optical fiber. The proposed system consists of a single-wavelength laser source, an electrooptic phase modulator (EOPM), a length of single-mode fiber (SMF), and a photodetector (PD). The combination of the EOPM, the SMF link, and the PD forms an all-optical microwave bandpass filter, which is used to generate a UWB signal with a spectrum meeting the regulation of the Federal Communication Commission. Gaussian doublet pulses are obtained at the receiver front-end, which can provide several gigahertz bandwidths for applications in high-bit-rate UWB wireless communications. Experimental results measured in both temporal and frequency domains are presented.     

UWB信号光纤传输性能分析

该文分析了超宽带(UWB)信号光纤传输的性能,分析对比了电UWBmonocycle和doublet信号经过光强度调制后光纤传输的性能,介绍了两种光生UWBmonocycle脉冲的方法,分析了这两种方法产生的信号经光纤传输后的时域波形与频谱。研究结果对实际的UWBover fiber系统应用具有指导意义。     

Photonic generation of ultrawideband signals using a delay interferometer

We demonstrate a novel scheme to generate ultrawideband (UWB) monocycle and doublet pulses byinputting a dark return-to-zero (RZ) signal into a delay interferometer (DI), which accords with the general features in future applied UWB system, namely, single optical source input, simple configuration and passive device. The two polarized interferential beams have a time delay and a phase difference when they propagate through the DI. By adjusting polarization controllers (PCs), the total phase difference, i.e., the sum of the relative opticalphase difference between two orthogonally polarized components caused by PCs and the optical-phase shift due to birefringence of the polarization-maintaining fiber (PMF), the orientation angle of the polarization beamsplitter (PBS) relative to the two axes of the PMF are able to be changed and controlled. When the appropriate conditions are met, UWB monocycle and doublet pulses are generated conveniently.     

窄带干扰抑制的一种新型频率编码正交UWB脉冲设计

文中提出一种基于正交载波和伪随机序列的新型频谱编码正交UWB脉冲设计方法，该方法是在频域中利用PN序列对经过频移的子脉冲进行编码来产生正交脉冲．在IR-UWB（脉冲无线电超宽带）中引入了正交载波和PN序列，使其不仅具有传统IR—UWB和多频带CB-UWB（基于载波的超宽带）优点，而且提高了UWB信号发射的瞬时频谱和瞬时能量的效率．脉冲的自相关和互相关特性皆优于传统的脉冲。另外，借助于认知无线电技术，可保证发送信号满足FCC的UWB频谱规划，避免与其他传统窄带系统干扰。仿真结果表明该脉冲设计方法能够有效的抑制窄带干扰，并降低复杂度。     

基于EMD的无载波超宽带雷达目标检测算法

雷达系统的检测能力与回波采样数据中所包含的目标信号的数据量有紧密联系。无载波超宽带雷达体制下,发射脉冲可以由无载波高斯型信号表示,具有周期内持续时间极短、平均功率极低的特点。所以低信噪比就成为了影响其检测性能的重点问题之一。无载波超宽带雷达体制下的回波目标检测不能够继续沿用经典的频域相关接收的检测理论,由于受到系统信号的时域瞬态特性的影响,利用经验模态分解(EMD)算法对原始回波作初步去噪,同时重构目标信号;再通过包络对齐,完成多个回波的非相干积累。仿真结果验证了这种方法的可行性。     

Ultra-Wideband Pulse Generation Based on Cross-Gain Modulation in Fiber Optical Parametric Amplifier

A novel approach to generate ultra-wideband (UWB) monocycle or doublet pulse using cross-gain modulation in fiber optical parametric amplifier is demonstrated in a single experimental setup. The high-speed optical parametric process realizes the signal amplification, idler generation, and pump depletion simultaneously within femtosecond response time in the highly nonlinear fiber. After the combination of the three lightwaves with a suitable time delay between them, UWB pulse is obtained. A selective generation of monocycle or doublet pulse can be made by altering the optical attenuators without changing the wavelengths or the powers of the pump and the signal. In our experiment, high-quality UWB monocycle and doublet pulses with a fractional bandwidth of 115% and 126% were generated.