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.     

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。     

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...     

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FPGA的连续相位π/4DQPSK调制器和解调器

以FPGA器件为核心设计连续相位π/4DQPSK的调制器和解调器，将绝大部分功能模块由大规模FPGA内部资源来实现，这样既可以提高通信系统的稳定性和灵活性，义便于系统的集成化和小型化．由于连续相位π/4DQPSK调制独特的相位变化，调制器中采用了双通道设计，成功实现了过渡区相位与主要区间相位的交替产生．解调器中利用计数器控制抽样时刻，保证抽取出的信号值处于码元的主要区间．实验结果证明上述设计完全可行．     

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。     

集成光学相位调制器相位漂移补偿方法研究

铌酸锂集成光学相位调制器是数字闭环光纤陀螺的核心器件.其半波电压随温度的变化和调制解调电路反馈通道增益的变化直接影响相位调制器调制特性,产生相位漂移,从而影响了标度因数的稳定性.为了补偿相位调制器的相位漂移,提高标度因数的稳定性,提出引入了第2反馈回路的四状态偏置调制方法,给出了偏置调制方程,并分析了偏置相位的选择对系统信噪比的影响.对采用四状态调制的光纤陀螺进行测试,所得标度因数稳定性比单闭环方波调制方案提高了近一倍.结果证明,该方法对光纤陀螺标度因数稳定性的提高是有效的,具有重要意义.     

用于模拟声发射信号的PZT柱状相位调制器设计

为了便于在实验室进行管道泄漏实验,通过PZT柱状相位调制器的逆压电效应模拟泄漏声发射信号,结合压电方程和机电等效原理推导了PZT柱状相位调制器的传递函数,并设计了PZT柱状相位调制器,同时进行了数值模拟．结果表明,设计的相位调制器可有效模拟低于25kHz的泄漏声发射信号．     

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。     

一种基于双驱MZM调制的全光变频链路方法

为实现高频信号的变频,提出了一种基于双驱马赫-增德尔调制器(MZM)的全光变频链路方法,可同时实现上变频和下变频.首先对微波光子变频链路的输入输出关系式进行了理论推导,然后给出了该链路的镜频抑制比、本振抑制比、插入损耗和无杂散动态范围的表达式,最后进行了仿真分析.仿真结果表明,本振抑制比最大可达87.45 dB,插入损耗最小可达17.77 dB,链路的无杂散动态范围为107.45dB/Hz^2/3.     

Photonic Vector Signal Generation by Frequency Sextupling for Radio Over Fiber Systems

面向光载射频系统的光子学六倍频矢量信号产生方案

王思阳,刘乃安

（西安电子科技大学 综合服务网络国家重点实验室,西安 710071）

创新点说明：

提出一种面向光载射频系统的光子学六倍频矢量信号产生新方案,该方案结构简单,可通过光子学六倍频技术大幅度降低系统带宽需求,产生的矢量信号质量较好,可避免由光纤色散引起的周期性功率衰落,避免相位混叠。

研究目的：

利用光子学大带宽优势,实现60GHz频段矢量信号的光子学产生,降低调制器、本振、驱动电路的带宽,同时避免相位混叠和功率衰落。

研究方法：

通过理论分析与仿真验证相结合的方法。

结果：

1）经过0-40km光纤传输,矢量信号功率保持一致,说明该方案产生的矢量信号可以避免由光纤色散引起的周期性功率衰落。

2）产生的矢量信号解调后星座图完好,说明该矢量信号产生方法可避免相位混叠。

3）在保证误码率小于10^-9情况下,与未光纤传输相比,光纤传输20、30、40km后接收机功率最大仅增加2.5dB,说明该方法产生的矢量信号质量较好,适合长距离光纤传输。

结论：

所提出的光子学矢量信号六倍频产生方案,结构简单,产生的矢量信号质量较好,可避免由光纤色散引起的周期性功率衰落,避免相位混叠,另外六倍频技术可大幅度降低系统的带宽需求。该方案有望应用于未来60GHz的宽带无线通信系统中。

关键词：双平行马增调制器;倍频;上变频;矢量信号;光载射频

     

基于Σ-Δ调制技术的TWACS通信信号特征提取

针对双向工频自动通信系统(TwoWayAutomaticCommunicationSystem———TWACS)通信信号时域检测方法特征量少和抗干扰能力差,而时频分析方法数据处理复杂,装置成本高,提出了基于Σ-Δ增量调制技术提取TWACS通信信号的新方法.该方法在电网信号的调制区域将Σ-Δ调制器输出的1位数据流信息进行累加,将前后两抽样值的差值进行量化编码来代表连续信号所包含的信息,即采用增量调制的方式对相邻两个电网波形的位流和求差值来判断通信信号的有无,同时推导了有效的时域检测算法.对实际电网的测试表明,这种方案能够提取强干扰下电网中的调制信号,扩展了TWACS通信系统的应用范围.     

Research on Synchronization Technology of DSSS Signal Based on UQPSK

In communication systems operating over satellite links,increasing requirement is now being made of unbalanced quaternary phase shift keyed(UQPSK)signals.The signal format is a QPSK signal in w here the tw o orthogonal components of the carrier have unequal pow er and are modulated w ith independent binary data streams of different rates.This transmission scheme is most useful w hen the data of tw o different sources w ith possibly varying rates have to be transmitted in the same frequency band.This feature can be applied to solve the problem of parallel transmission of inter-satellite link(ISL)ranging signal and data information.The direct sequence spread spectrum(DSSS)signal based on UQPSK is introduced into inter-satellite link communication system of navigation satellites.The research is focused on synchronization technology of UQPSK DSSS signal and design of synchronization loop.The establishment of communication system proves the correctness of the synchronization loop.     

基于双随机相位估计的无功补偿方法

为了解决实时无功补偿问题,提出了一种基于双随机相位估计的无功补偿方法.对采样电能信号进行傅里叶变换,通过频谱峰值定位算法确定电能信号的基波、各阶次谐波的频率信息.采用同频率不同相位信号调制,得到调制后信号,再经过低通滤波得到滤波后信号.结合滤波信号的比值和随机相位三角函数数值得到所要估计的信号相位信息,辅助无功补偿.通过仿真电能信号和实际采集的电能信号验证了该算法的有效性,结果表明信号相位估计相对误差在1‰以下,无功补偿能够有效提升电路的能量利用效率.     

LFMCW车载雷达解速度模糊测角新方法

LFMCW车载雷达采用MIMO虚拟孔径方法提高角度估计性能,通常将MIMO雷达虚拟孔径角度估计和解速度模糊分成两帧信号处理,这样会降低雷达数据率。该文提出一种解速度模糊测角新方法,采用TDM方式发射不同时宽、带宽相同的锯齿波信号。在一帧信号内先解速度模糊,再进行相位补偿,最后进行MIMO雷达虚拟孔径角度估计。通过仿真和理论分析,该方法能进行高精度角度估计,减少了信号处理时间,提高了雷达数据率。     

基于广义空移键控调制的物理层安全方案

提出一种基于广义空移键控调制的多输入单输出系统中的物理层安全传输方案。发射端利用合法接收者反馈的信道信息对发送信号进行预处理,使合法接收者接收的来自各发射天线信号的相位对齐;同时进行相位旋转来增加星座点间的距离,从而提高合法接收者的接收性能,降低误码率。而窃听者接收到的各信号的相位仍然为随机分布,接收性能明显低于合法接收者。对合法接收者和窃听者的误比特率和保密容量进行了理论和仿真分析。理论和仿真结果表明,所提方案能明显降低合法接收者的误比特率,即使在合法信道性能比窃听信道性能要差的情况下,系统仍然能实现保密传输。     

Dual-Use Signal Design for Radar and Communication via Joint Orthogonal Signal and Phase Modulation

This paper proposes a new information modulation resorting to orthogonal signal and its phase for dual-function radar communication(DFRC) systems. Focusing on the standardized linear frequency modulation(LFM) signal by additional phase, a bank of signals enjoying satisfactory autocorrelation and cross-correlation characteristics, are generated. Then, these signals map the different information as well as their phases are also modulated to increase the communication bit rate, thus yielding a series of dual-use signals. Finally, the radar detection and communication performance of dual-use signals are also provided through numerical simulation and half-physical platform verification, confirming the effectiveness of the designed signals compared with the existing design strategy.     

基于双频信号相位重合点的秒信号产生法

利用两个有一定频差的频率信号相位差变化的周期性规律提出了一种秒信号产生方法．两频率信号可以来自同一个源,但有一个特定的频差．利用选通闸门配合重合检测电路完成相位重合点的高精度提取,并通过对两路信号适当移相使得提取到的相位重合点与标准时间同步．实验结果表明,该方法与传统方法产生的秒信号准确度及稳定度相当,但是将它用于授时系统时,可以发挥频率信号易于传递和测量的优点; 用于原子钟比对时,能利用频率源的比相完成时间比对,降低了成本却提高了比对精度．