相干检测中的能量守恒与信噪比分析

对光通信相干检测原理中两个容易引起误解的问题进行了深入分析。一是零差接收机的光耦合器输入输出能量不守恒现象,指出这是因为混频方案默认信号光和本振光频率和相位完全同步,提供了隐形的"锁相增益"。二是纠正了经典文献将外差接收机噪声带宽设为符号率一半的错误,证明了外差检测中频信号和基带信号的信噪比相对零差检测基带信号的信噪比分别低6dB和3dB。     

相干激光雷达平衡式相干探测技术研究

为了分析影响平衡式相干探测信噪比的因素,采用数学模型推导了平衡式相干探测原理和信噪比公式,分析了影响平衡式相干探测信噪比的因素,研制了用于相干激光雷达信号接收的平衡式激光探测器,并通过相干雷达样机,完成了气溶胶粒子发生米氏散射回波信号的探测。结果表明,研制的平衡式激光探测器具有非常低的噪声和高探测灵敏度特性,能较好地探测出大气中气溶胶粒子发生米氏散射的激光回波信号。     

用于高速微弱光信号的平衡探测技术研究

长距离高速微弱光电探测技术在激光通信中应用广泛。为了在未被噪声湮没的环境中检测出所需的微弱信号,采用平衡探测技术对单管探测和平衡探测进行对比,并且对具体的平衡探测器电路进行了理论分析和仿真,得出了在一致性系数较大(k>0.6)时平衡探测器的信噪比优于单管探测的结论。从理论上分析了单管和双管探测的最小可探测光功率。结果表明,把平衡探测技术用于高速微弱光信号探测具有很大的优越性。     

高斯光束场分布对相干探测混频效率的影响

在相干探测系统中,信号光与本振光在探测器上进行混频产生中频信号,实现将携带目标信息的信号光转置与放大,实现了近量子噪声限的探测方式。为了有效利用回波信号获得良好的探测性能,有必要对两束光的混频特性进行研究。信号光与本振光在探测器光敏面上的分布决定了两束光的混频效率,只有信号光与本振光的场分布完全一致探测器输出的中频光电流最大。通过对高斯光束的混频进行理论推导并进行数值模拟,结果表明混频效率对光敏面上信号光的分布较为敏感,本振光束腰半径应该等于或略大于信号光束腰的半径,探测器光敏面半径应约为本振光束腰半径的2倍。     

空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验

在空间相干光通信中,为了对本振激光器和大气信道产生的共模噪声进行有效的抑制,接收机中广泛引入平衡探测器,通过分析可知,平衡探测器在相干探测时灵敏度明显提高。为了探求空间相干通信中平衡探测器的性能,对其噪声形成的机理进行了分析,给出了2.5 Gbps和5 Gbps平衡探测器在非相干与相干探测条件下的灵敏度理论极限。设计了2.5 Gbps和5 Gbps平衡探测器,构建了平衡探测器测试系统,并对其灵敏度进行了测试,在2.5 Gbps通信速率下,非相干探测灵明度达到-21.1 dBm,相干探测的灵敏度达到-41.2 dBm,测试结果与理论分析值基本吻合。空间相干光通信中平衡探测器分析与设计为空间相干光通信系统提供了理论依据和实现条件。     

激光相干雷达中光单次下变频技术

在相干激光雷达远程测距中,为提高雷达的探测距离和距离分辨力,通常使用大时宽带宽积的信号如调频信号对光载波进行调制,并在接收端进行脉冲压缩处理,为降低接收端数字信号处理的数据量以提高运算的实时性,需要将接收信号下变频至合适的频段。传统的外差式雷达接收机需对光信号和电信号分别进行一次下变频,导致系统结构较复杂,且受器件非理想化的限制,下变频过程中会引入额外的噪声,此外还存在镜像频率噪声干扰的问题,导致解调信号信噪比降低。提出了一种将光信号直接下变频至脉冲压缩所需频段的方案,该方案使用正交解调的方式进行,能够简化系统结构同时抑制镜频噪声。首先将本振光进行频移并分为两束,通过控制相位使两本振光相互正交。将信号光分为两束并分别与两路本振光在光电探测器表面进行混频,接着对电信号进行采集,通过相关算法对幅相不平衡进行矫正。经仿真和实验,该方法能够在有效简化激光相干雷达接收机系统结构的同时避免镜频噪声干扰,在10 GSps采样率下,相较于外差式接收机,解调信号信噪比提高了约3 dB。     

基于科斯塔斯锁相环的光学零差相干接收技术

零差相干光通信能够实现极高的通信速率和接近量子极限的灵敏度,是新一代空间通信领域极具潜力的通信体制。以窄线宽激光器作为本振源,结合90°光学混频技术和科斯塔斯光学锁相环技术,实现了信号光的零差相干接收。试验结果表明,信号光和本振光经过90°光学混频后I、Q两路信号相位差保持90°,科斯塔斯光学锁相环可以长时间实现信号光和本振光之间的相位锁定,接收速率为2Gbps的二进制相移键控(BPSK)信号,试验结果表明,该接收机能够很好地实现基带信号解调。     

相干光通信系统中光束的偏振控制及控制算法研究

在相干光通信系统中,由于大气湍流的影响,信号光的偏振态具有不确定性,而光混频器对信号光和本振光的偏振态比较敏感。结合光混频器原理推导出信号光偏振态、中频信号和混频效率三者之间的关系,以中频信号幅值作为反馈控制信号光偏振态以提高混频效率,并设计一种适用于相干光通信系统的单粒子优化算法。实验结果表明,在闭环状态下,偏振控制系统中频信号的幅值快速增大,混频效率提升64%左右,中频信号幅值的波动方差减小为0.001,实现了相干光通信系统中的偏振控制。     

空间相干光通信中本振光功率对信噪比的影响

为研究空间相干光通信的信噪比受本振光功率、探测器特性和光波偏振态的影响,对探测器在不同工作状态下以及光波偏振态变化时的信噪比进行了研究,讨论了在不同工作状态下探测器特性参数和本振光功率对信噪比的影响,并通过实验验证了本振光功率和光波偏振态对信噪比的影响。结果证明空间相干光通信中探测器特性参数限制了本振光功率的取值,实际最大信噪比小于理论值,最佳本振光功率大于理论值,且两光束的偏振方向越接近,输出信噪比越大,最佳本振光功率越小。     

光通信基础知识(十三)

探测器的噪声噪声问题,对任何通信系统来说,都是一个极其重要的问题,光通信系统也不例外。噪声会使整个通信系统的性能下降,甚至根本完不成通信任务。在光通信系统的接收端输出信号要有一定的信噪比才能保证通信的质量。光通信系统接收端的噪声来源主要有两部分:一是来自探测器的噪声,一是来自放大器,特别是来自前置放大器的噪声。在设计光通信系统的接收机时,要对这两部分噪声进行综合考虑。因此,了解各种     

磁带录音技术中噪声问题的探讨

在磁带录音技术中，噪声是一项重要的特性，噪声电平的高低，直接影响声音质量及其效果。本文详细地介绍了噪声的分类及噪声产生的原因。     

40GPIN/TIA光电探测器接收组件的噪声分析

从理论上分析了40GPIN/TIA的各种噪声源,并通过各个噪声源产生噪声的机理,推导出了各种噪声的计算公式,从而可量化探讨探测器组件的噪声.根据仪器性能,采用测试噪声功率测试方法,对光电探测器接收组件的噪声进行了测试,测试结果与理论能很地好吻合.     

开关电源的噪声及其抑制

介绍开关电源的常态噪声和共态噪声产生的原因，以及几种抑制噪声的方法。     

有线数字电视噪声干扰初探

吴江有线数字电视平台于2007年6月建成,并投入试运行,同年8月吴江数字电视整体转换开始,系统正式投入商业运行。结合吴江数字电视的技术维护情况,对引起有线数字电视故障的各种噪声干扰的形成原因进行试探性分析,并提出一些值得借鉴的解决和预防措施。     

A Systematical Approach for Noise in CMOS LNA

A systematic approach is used to analyze the noise in CMOS low noise amplifier(LNA),including channel noise and induced gate noise in MOS devices.A new analytical formula for noise figure is proposed.Based on this formula,the impacts of distributed gate resistance and intrinsic channel resistance on noise performance are discussed.Two kinds of noise optimization approaches are performed and applied to the design of a 5.2GHz CMOS LNA.     

CMOS低噪声放大器中噪声的系统研究方法

采用系统研究方法来分析包括MOS器件的沟道噪声和感应栅噪声在内的CMOS低噪声放大器中的噪声,并提出了一个新的噪声系数解析式.基于此解析式,讨论了分布栅电阻和内部沟道电阻对噪声性能的影响.对噪声性能进行了两种不同的优化,并应用于5.2GHz CMOS低噪声放大器的设计.     

一种新型的红外影像ME噪声去除方法

记忆效应(Memory Effect, ME)噪声是发生在红外光机扫描仪影像中的一种条带噪声。扫描条带中,有明显亮暗突变位置的景物的ME噪声尤其明显,会严重影响影像的目视效果。传统的ME噪声去除方法基于系统脉冲响应函数构建复原滤波器,使用复原滤波器对图像进行复原。该方法的缺点是必须有精确的系统脉冲响应函数。针对传统方法的不足,提出了一种新的ME噪声去除算法。该算法利用影像自身的辐射信息,使用检测模板遍历整景影像以检测ME噪声,对检测到的噪声使用迭代法去除。最终,选取资源一号01星的IRMSS影像进行了试验。结果表明,该方法可以有效去除ME噪声,从而提升图像的辐射质量。     

静态串扰噪声识别算法

传统的静态串扰噪声识别算法只验证耦合电容和噪声幅值信息,没有考虑噪声宽度对电路逻辑功能的影响,所以给出的结果过于保守,导致设计收敛的时间被延长。文章在传统算法的基础上增加了噪声宽度这一识别指标,克服了以往算法结果过于保守的缺点。实验表明,通过验证噪声幅值和宽度指标,算法准确地识别出对电路逻辑功能产生影响的静态串扰噪声,为IC设计的后端优化提供了准确信息。     

基于三维噪声模型的非制冷红外焦平面读出电路的分析

基于3D噪声模型对非制冷红外读出电路噪声产生的原因进行分析,重点阐述了三维噪声的理论框架与分析方法,分析各噪声因子的含义以及产生原因,并给出计算方法,对读出电路各种噪声分量的产生进行了深入的分析.并基于此模型对阵列大小为320×240非制冷红外焦平面阵列进行分析,计算出各噪声因子的大小,得出了噪声产生的主要原因,为焦平面阵列性能的提高与评估提供了理论依据.     

模压全息图片的噪声

本文把全息看作信息传递过程，从把信息（图象）加载到作为载波的物光上开始，通过参考光相干接收，并存储在干板上，经电铸，模压转移信息，最后用再现光把信息解调出来，这当中的任何一过程都会受到遇外干扰，它们就形成噪声。本文指出每一过程可能产生的噪声和抑制办法，并重点分析了散斑噪声，干版，模板和ＰＥＴ材料自身的粒散噪声，指出提高全息质量的关键，乃是在保持恰当衍射效率的情况下，提高信噪比的问题。