马赫—曾德尔电光调制器原理及其在光纤通信中的应用

从电光调制器的物理原理入手,结合马赫-曾德尔干涉结构分析了电光调制器对输入信号光相位和幅值的影响。结合目前高速光纤通信常用的调制码型,分析仿真了全频率归零码、半频率归零码、抑止载波归零码和单边带调制四种调制格式。并对电光调制器中非线性的影响进行了论述。     

载波重用微波光纤矢量信号传输系统性能研究

提出了一种基于双边带(DSB)部分载波抑制调制(OCS)方式的微波光纤传输(ROF)系统结构,实现了矢量信号的传输以及调制方式由8PSK到QPSK的转换,并使用光纤Bragg光栅(FBG)实现了光载波的重新使用,降低了系统的成本。分析了实验原理并搭建了实验链路,在中心站,采用光OCS方案产生并倍频加载了携带有1 Mbps的8PSK矢量信号的5 GHz微波信号,实验结果表明,在基站,使用FBG实现光载波重用的同时,微波信号频率由5 GHz上转换为10 GHz,传输的矢量信号调制方式由8PSK变为QPSK。通过光谱可以看出,实验链路成功实现了50 GHz nm波矢量信号的产生和传输。     

结合光电振荡器的高精度光纤轴向应变传感研究

该文提出了利用普通单模光纤作为传感头的结合光电振荡器(OEO)的高精度光纤轴向应变传感系统。通过放大自发辐射宽谱光源(ASE)、双输出马赫曾德尔电光强度调制器(DOMZM)和两段长度不一致的光纤构成的马赫曾德尔(M-Z)干涉仪,形成单通带微波光子滤波器,实现OEO腔内的选模。对M-Z干涉仪任意一臂的光纤施加轴向应变,改变干涉仪两臂的长度差,从而改变OEO的输出微波信号频率,达到轴向应变传感的目的。实验结果表明,当轴向应变施加于较长的光纤上时,该传感系统灵敏度为4.67121×10?4 GHz/με,线性度为0.99895;当轴向应变施加于较短的光纤上时,该传感系统灵敏度为?4.48388×10?4 GHz/με,线性度为0.99841。     

MZI产生光载毫米波的ROF系统

提出一种采用马赫增德尔干涉仪（MZI）产生光载毫米波的光纤无线通信（ROF）系统。该系统采用基带信号与本振信号的混频信号驱动光相位调制器,以产生多边带光信号,用MZI将多边带光信号的重复频率增至2倍。建立了产生光载毫米波的理论模型,并通过仿真试验验证了系统的可行性。结果表明：用40GHz光载毫米波调制2．5Gbit／s基带信号,经60km光纤传输后,眼图清晰可见,功率代价为4．2dB。     

双平行马赫-曾德尔调制器的单边带RoF系统

在光纤承载射频(RoF)系统中,传统单边带调制(OSSB+C)产生的光载波分量和光边带分量之间功率差较大,导致接收灵敏度较低．为此提出了一种利用双平行马赫-曾德尔调制器(MZM)产生OSSB+C信号的改进方法．通过调节该MZM调制器的直流偏压,对于任意调制指数,光载波分量和光边带分量之间的功率都能够平衡,得到最优的0dB载边比(CSR)．仿真结果表明,对于小调制指数,接收灵敏度的改善高达7.8dB; 对于其他情况,接收灵敏度改善0.7~1.1dB．另外,还仿真分析了直流偏压漂移对载边比和接收灵敏度的影响．结果显示,如果将偏压漂移控制在5％范围内,则接收灵敏度下降幅度甚小,因而基于所提出方法的RoF系统具有较好的稳定性．     

基于微波光子扫频的超快光学矢量分析研究

该文提出并验证了一种基于微波光子扫频的超快、高精度光学矢量分析技术方案。使用双臂驱动马赫?曾德尔电光调制器的一个射频端口加载线性调频信号,产生宽带光学线性扫频信号,实现待测器件频响特性的快速扫描。调制器的另一个射频端口加载单音本振微波信号,实现扫频信号的下变频,进而通过模数转换器实现低频数字化探测。然后利用希尔伯特变换进行信号处理后,获得待测器件的幅频和相频响应。最后实验测试了一段长度3 km的非零色散位移光纤中的布里渊增益幅频和相频响应,测量时间仅需20 μs,频率分辨率可达20 kHz。     

多芯片小数分频锁相环输出信号相位同步设计

为了在多通道射频（RF）通信系统中,实现多个收发器芯片或单个收发器芯片上的锁相环（PLL）相位同步,提出小数分频PLL输出信号相位同步算法. 设计相位累加采样点数选取算法,算法选取的采样点数用于累加参考时钟欠采样的PLL输出信号与数控振荡器（NCO）产生的参考信号经三角运算的结果,以消除高次谐波分量,并有效降低相位差计算结果的误差. 根据相位差的计算结果反馈调节PLL内 delta-sigma 调制器(DSM)输入的小数分频比,线性调整PLL输出信号的相位,实现多个PLL输出信号相位与参考信号相位同步. 通过仿真验证算法的正确性,且最终相位同步后的相位误差为0.35°,完成同步所需的时间为210 ms.     

利用偏振调制的FSK/ASK光标记信号性能分析

为了实现光标记交换（OLS）系统中频移键控（FSK）信号速率透明以及频率间隔可调,提出了一种基于偏振调制的频移键控（FSK）/幅移键控（ASK）联合正交调制OLS系统,其中FSK标记信号与ASK净荷信号的速率分别为125Gbit/s和20Gbit/s. 通过仿真对该信号传输后的误码率（BER）特性及ASK净荷的消光比(ER)、FSK标记的频率间隔对系统性能的影响进行了分析. 分析结果表明,增大FSK频率间隔对FSK信号的影响较小,但会恶化ASK信号;而增大ASK 净荷的ER可改善ASK信号,但恶化了FSK信号. 因此,最终选定ASK净荷ER和FSK标记频率间隔的最佳值分别为4dB和50GHz.     

光矢量调制技术的单波长实现方法

首次提出了利用单个波长实现光矢量调制技术的方法。在提出的方案中,通过直接控制双驱动马赫曾德尔调制器（ DD－MZM ）的射频驱动电压初始相位来获得正交条件,并在接受机端用一个纠正电路对接收信号进行调整。这种调制方式由于仅采用一个波长,不仅提高了光载波的频谱利用率,而且使正交条件不受光纤长度的影响,从而增加了整个系统的灵活性。仿真结果论证了QPSK和16－QAM两种调制格式下速率分别为2Gbit／s和4Gbit／s的42GHz毫米波信号生成。     

基于相位调制器倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信系统

提出并实验研究了一种基于光相位调制器(PM)倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信(RoF)系统。在中心站,通过28GHz射频(RF)信号驱动PM产生了56GHz光毫米波,并将下行的2.8Gb/s开关键控(OOK)信号调制到该光载波上,然后经过20km标准单模光纤(SSMF)传输至基站,最后由天线进行发射。用户终端接收后,采用相干解调恢复出基带信号。实验结果表明,56GHz光载毫米波信号经SSMF传输20km后其功率代价小于1dB,通过无线方式传输1.1m后其功率代价小于2.5dB。     

基于光谱分析的强度调制器半波电压测量

为了提高信息容量,调制器的调制信号已经发展到Ka微波频段,频率往往大于10 GHz,带宽达到几十GHz.这使得其半波电压会发生明显的变化,进而直接影响到调制器的调制效率以及光谱特性.将光谱分析法推广到强度调制器半波电压的测量中,理论分析了MZM调制器(Mach-Zehder modulator,MZM)在射频(radio frequency,RF)信号调制下的输出光光谱特性,利用调制边带强度比计算调制器在不同的调制频率和调制功率下的半波电压.实验结果表明:MZM调制器半波电压随着输入射频频率的增加而上升,且与输入调制功率的变化相比,调制频率的变化对调制器半波电压的影响更大.针对不同调制条件下对强度调制器的半波电压进行测量,可为优化设计微波光子链路提供基础数据,对提高系统的传输性能具有重要实用意义.     

Widely tunable microwave photonic filter based on self-adaptive optical carrier regeneration

In this paper, we have designed and proofed a widely tunable microwave photonic filter (MPF) on the basis of self-adaptive optical carrier regeneration method through stimulated Brillouin scattering (SBS) amplification. The MPF system features with a single microwave passband as the result of the processed signal sideband beating with the regenerated optical carrier. Since the Brillouin-laser optical carrier and the SBS amplification are generated from one laser source, the optical carrier regeneration process of the proposed MPF is self- adaptive and carrier-frequency independent. Moreover, by simply varying the wavelength spacing between the optical carrier and the optical filter, the central passband of the MPF can be continuously tuned from 6 to 32 GHz, which is limited by the bandwidth of the modulator and the photodetector. The 3 dB bandwidth and the out-of-band suppression ratio of the MPF can reach 640 MHz and 21 dB, respectively.     

利用多通道的光学超晶格产生对纠缠的连续变量频率梳

提出了一种实验上可行的,通过光学谐振腔内多通道参量下转换过程直接产生多色连续变量对纠缠频率梳的方案,腔内增益介质为周期极化的准相位匹配的钽酸锂(LiTaO3)一维光学超晶格.通过连续变量纠缠判据证明了每个通道中产生的每对参量光之间是相互纠缠的.讨论了对纠缠频率梳的纠缠特性随系统参数的变化.此方案在量子通信网络中有着一定的应用前景.     

冲击波超压测试中工频干扰消除方法

消除工频干扰方法可以有效地消除传感器在接收信号的过程中产生的不必要干扰因素.文中通过分析冲击波超压测试中工频干扰产生的原因,提出自适应信号噪声抵消方法与陷滤波方法,利用自适应信号噪声抵消法与陷滤波法对工频干扰进行消除,并运用MATLAB来进行仿真.实验结果表明:在时域上,自适应噪声抵消法的降噪幅度比陷滤波法有一定提高;在频域上,用自适应噪声抵消法处理后的冲击波的有效频率优于陷滤波法.     

电磁超声相控阵激励源高频隔离驱动电路

为了进一步提高电磁超声相控阵激励源的工作效率,基于半桥拓扑放大结构提出了一种电磁超声相控阵激励源高频隔离驱动电路的设计方法.根据金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)的简化模型,分析了MOSFET在开通和关断过程中的开关损耗,从而给出了高频隔离驱动电路所必须满足的条件.通过采用光纤器件隔离脉冲信号和DC-DC隔离电源对参考电位进行转换,有效解决了驱动电路的高频"浮栅"问题,并利用RC微分电路和施密特反相器设计了驱动信号死区时间可调电路.实验结果表明:设计的驱动电路能够输出频率为1.1 MHz、死区时间为0.32μs、驱动电压为18.8 V、占空比为26%的互补驱动信号,并且在驱动MOSFET栅极的实际应用中,有效降低了功率开关管的功率损耗.     

相位调制器实现光标记交换的新方案

提出了一种利用相位调制器实现一阶边带抑制的光标记交换(OLS)技术的新方案,在中心载波和其余生成的多个副边带分别进行强度调制,实验产生10Gb/s非归零(NRZ)光载荷和2.5Gb/s垂直频分复用(OFDM)光标记信号,并分别在单模光纤中传输了50km。分析了基本原理,进而建立了一简单的系统理论模型,最后通过仿真和实验相结合的方法验证了方案的可行性。     

一种副载波复用OLS光分组产生方案

提出了一种采用三分支干涉型调制器来实现单边带副载波标签的光分组产生方案,通过理论分析和仿真实验表明该方案实现了副载波标签的单边带调制,克服了Mach-Zehnder调制器强度调制导致的副载波信号的非线性失真,但存在着净荷信号对副载波标签信号的强度调制。     

卷积码在光正交频分复用系统中的应用

将卷积码成功地应用到直接检测的光正交频分复用(OFDM)光纤传输实验系统。实验中,产生了2 Gb/s的QPSK OFDM编码光信号,并成功地在标准单模光纤中传输了200 km,和没有采用卷积码的相比,系统的误码性能获得明显提高。在误码率10-3时,可节省1 dBm左右的光功率。实验结果表明,卷积码可应用到OFDM系统。     

一种基于相位调制器的40 GHz OFDM-ROF系统实验研究

实验研究了一种基于相位调制器(PM)并级联强度调制器(IM)实现40 GHz毫米波传输正交频分复用(OFDM)信号的光纤无线通信(ROF)系统。在中心站,采用20 GHz的射频(RF)信号驱动PM,调节驱动信号的强度,使输出的信号经光纤布拉格光栅(FBG)滤除中心载波后再送入IM。2.5 Gbit/s的OFDM信号直接调制在光毫米波上,经过50 km标准的单模光纤(SSMF)传输到基站。在基站,光调制信号经光电转换器(PD)转换成电调制信号,再与RF信号混频,恢复出基带OFDM信号。实验结果表明,在无色散补偿、误码率(BER)为10-3的条件下,下行链路中2.5 Gbit/s的OFDM信号经光纤传输50 km后,其功率代价小于1 dB,而且信号的星座图依然较好。     

用于UHF RFID标签的低功耗BLF产生电路

提出了一种反向散射链路频率生成电路,用于符合EPCTM Class1 Generation2协议的无源超高频射频识别(UHF RFID)芯片.该电路在读写器发送Query命令时生成控制信号,使积分器产生参考电压,控制弛张振荡器产生符合协议要求的反向散射链路频率.该电路采用TSMC0.18μm CMOS工艺实现.测试结果表明,在1V工作电压下功耗为0.52μW.采用该电路的UHFRFID芯片可以提高芯片工作距离以及读取速率.