微波光子技术的研究进展

微波光子技术是融合微波技术和光子技术的一门新兴前沿技术,它集成了无线通信的灵活性和光通信的大容量特性、低损耗和抗电磁干扰等特性而迅速成为研究热点.介绍了微波光子系统的基本构想和几种关键技术,回顾和展望微波光子技术的应用以及未来的研究动向.     

基于载波抑制单边带调制的微波光子混频方案

为了克服电混频器的瓶颈,实现大带宽的信号混频,提出了一种基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器的微波光子混频方案。通过调节调制器的6个直流偏置电压进行载波抑制单边带调制,射频(RF)信号和本振(LO)信号分别注入调制器,相互隔离,各自调制,且在2个相互正交的偏振态上传输,最后经偏振控制器和检偏器调整到同一偏振态上进行拍频,上、下变频模式的切换只需要改变其中一个直流偏置电压。仿真与实验表明:该方案切实可行,输入的RF频率在11~25 GHz时,输出的上变频或下变频信号的RF杂散抑制比不低于25 dB,频谱纯度高,可调谐性好,变频模式之间切换方便,系统的RF/LO隔离度达到-49 dB。     

集成光学与光子学

本文从光纤通信和光计算机出发,讨论了集成光学（激光子学）的现状和发展道路。     

基于矢量合波原理的微波稳相光传输研究

针对微波光子链路在实际应用中信号相位受光纤温度变化产生的波动,利用检波器矢量和原理检测微波信号的相位偏差量,并设计了信息处理模块控制可调谐电移相器进行精准的相位补偿,实现微波信号的相位稳定传送。在理论模型的基础上,实验测试了温度变化对微波光链路相位的影响,并构造了微波稳相光传输系统,使用25 km的标准单模光纤传输10 GHz微波信号,对系统输出信号进行了长时间测量,相位波动稳定控制在±2°以内,实验结果验证了该方案的可行性。     

一种中频相同的微波光子信道化接收机

提出一种基于相干光处理的微波信道化接收机,采 用 自由谱范围(FSR)不同的两套光频率梳(OFC,optical frequen cy combs)分别作为 光载波和光本振,使得各个信道的输出具有相同的中频。本文方法将微波信号调制到载波 OFC的每一个 频率分量上,并用法布里-珀罗(F-P)光滤波器对多个信道的调制光边带同时进行带通滤 波,然后与 本振OFC进行相干探测实现频率下转换。若载波OFC比本振OFC的FSR大于1个 信道带宽,并使 F-P滤波器的FSR与本振OFC相等,可得 到等带宽、等中频的微波信道,降低了后续电路的复杂度。对 两个相邻信道进行了实验,将9.74～9.86GHz和9.86～9.98GHz波段的信号分别下转换到两个带宽为120MHz 的中频信道,两个中频信道的中心频率仅相差4MHz分别为900MHz和 896MHz,表明本文方法能够实现等中频的信道输出。     

All-optical regeneration based on highly nonlinear photonic crystal fiber

An all-optical regeneration based on selfphase modulation in a highly nonlinear photonic crystal fiber is proposed. The dispersion and nonlinearity properties of a series of photonic crystal fibers are analyzed, and the results show that the nonlinearity coefficient is closely related to the structure of the fiber.In this paper, the nonlinearity coefficient is increased by reducing the effective mode area, and a highly nonlinear photonic crystal fiber with a large air-filling fraction is used as nonlinearity medium in optical regeneration. The numerical results show that good optical regeneration results can be obtained by using a relatively short fiber length due to the high nonlinearity of the fiber. The input peak power launched into the photonic crystal fiber and the parameters of the filter have much influence on optical regeneration. To achieve good optical regeneration, those parameters need to meet certain requirements.Furthermore, the transfer characteristic of the regenerator is also discussed. By adjusting the input peak power and filter parameters, the regenerator can deal with input pulses of different pulse widths.     

超宽带光载无线系统及其关键技术

基于微波光子技术的超宽带光载无线（RoF）系统是未来低成本、高性能超宽带无线接入网络的重要解决方案,前人已有许多研究成果。基于已有研究成果,文章设计了基于全光矢量调制技术的光载无线（RoF）系统,使信号的频谱效率进一步提高;基于毫米波相移键控调制的全双工光载无线系统,可以大大简化基站的结构和光纤的铺设;多业务混合传送的光载无线系统,可以同时承载有线和多个无线信号的业务。文章还展示了一种基于RoF的高清视频传输平台。     

毫米波副载波在光无线通信系统中的传输性能

分析了毫米波副载波信号在ROF系统中传输时光纤色散引起的两种效应一幅度衰落和边带脉冲走离,同时模拟了这两种效应对信号性能的影响.理论分析和仿真实验表明边带脉冲的走离限制了信号传输的最大距离,幅度衰落造成了衰落节点信号幅度的减小.理论模型和仿真结果为光载毫米波信号的产生和调制提供了定性和定量分析的基础.     

基于偏振调制器的微波光子倍频系统实验研究

为了证明微波光子倍频系统可以构成光载无线通信系统的一部分,采用不受光纤色散影响的基于偏振调制器的倍频系数可调的微波光子系统,理论论证和分析了基于偏振调制器的二倍频、四倍频和六倍频的系统原理和特性。针对于不同的倍频系数,构建了相应的实验方案,进行了实验验证、数据分析和实验结果讨论,在不断进行实验系统优化的基础上实现了良好的倍频输出结果。结果表明,倍频输出的微波/毫米波信号在仪器测量允许的范围内最大可达到42GHz,且此系统具有受光纤色散影响小的优点。     

光载微波技术的应用及其发展趋势

光载微波技术是未来接入网的一大发展方向.简要介绍了光载微波技术的构成、实现方式以及应用的关键技术,并详细分析了它的优势,展现了光载微波技术的广阔应用前景及发展趋势.     

基于偏振复用技术的光频梳研究

为提高光频梳带宽和谱线平坦度,设计了一种基于偏振复用和电吸收调制(EAM)技术的光频梳产生方案。通过调整EAM参数产生除中心载波外的高平坦度光频梳,再结合偏振复用技术优化中心载波峰值功率,使得光频梳带宽整体提升一倍。文中讨论了相关参数对光频梳平坦度的影响,利用Optisystem软件搭建了基于该方案的微波频率可调载波重用全双工光载无线系统(RoF)。研究结果表明,在下行链路中当误码率为10^-9时,传输10 km与背靠背传输相比功率代价仅为0.42 dB。     

广播电视传输中光纤通信技术的应用

我国科学技术的不断进步,全面提高了光纤通信产业的发展水平,同时充分保证了广播电视网络通信的质量和传输效率。众所周知,光纤通信技术是现代广播网络电视传输过程中最重要的环节,其是否被合理应用直接关系到广播电视信息的传播效果。因此,广电传媒部门应充分发挥光纤通信技术的作用,更好地服务广播机构,从而满足不同层次的用户需求。     

重庆轻轨较新线无线通信系统设计探讨

针对重庆特殊的地理环境 ,着重讨论重庆轻轨较新线无线通信系统应具备的功能和构成特点 ,对基站加光纤射频直放站系统模式 ,优化设计和节省投资方面进行了探讨     

偏振态退化对双马赫-曾德尔分布式光纤传感系统定位性能的影响分析

基于线偏光进入长程传感光路后退偏为椭圆偏振光的基本事实,利用椭圆偏振光干涉法得出了退偏情况下干涉信号的一般公式。通过实际干涉信号与理想干涉信号的对比分析,发现由于退偏作用的存在,输出信号可见度减小为V0(V0=(α21 b21)~(1/2)≤1);辅以琼斯矩阵法,鉴于顺、逆时针光路退偏作用的非对称性,探测器D1、D2探测到的干涉信号相位误差ζ1≠ζ2,从而将误差引入信号时延Δτ,严重影响传感系统定位精度。进一步揭示出对系统进行偏振态衰落抑制方法研究的重要意义。     

光纤通信技术在广播电视媒体中的应用分析

光纤作为现代信息传输的重要载体,为广播电视的传输提供技术支持。分析光纤通信技术的特点和在广播电视媒体传输中的实践应用,讨论光纤通信技术的发展趋势,为广播和电视的传播提供理论基础。     

基于射频信号2阶零功率的链路色散测量技术

为了适应高速率大色散光纤信道对链路色散的精确补偿要求,研究并提出了一种基于射频信号2阶零功率点的信道色散测量方案。采用信号两边带的位相差来测量光纤链路中的色散值,通过在发射端加载射频信号,可以得到接收端射频信号功率大小随链路色散值的周期性变化关系,从仿真光纤链路色散随射频信号频率的变化曲线获得接收端射频信号2阶零功率点位置。结果表明,基于射频信号2阶零功率的信号测量方案色散测量误差可控制在±10ps/nm范围内。相较于1阶零功率点,基于射频信号2阶零功率点信道色散测量方案可满足高速率、长距离大色散光纤信道对色散值的精确测量需求。     

新型无本振毫米波光纤无线通信上变频系统

基于低速信号注入法-珀(FP)激光器可实现无微波本振光纤无线通信(RoF)上变频技术,但是得到的微波本振频率受到FP激光器中四波混频效率的限制,难以直接实现毫米波载波的RoF上变频。在注入锁定FP激光器的基础上提出了一种新型的、低成本的在光域直接产生毫米波载波的RoF上变频方案。由于注入锁定FP激光器过程中的动态载流子特性,上变频得到的载波信号带有正啁啾,故可用负色散介质对载波信号进行脉冲压缩,从而增强高阶谐波分量以完成毫米波载波的无本振RoF上变频。实验中采用2 Gb/s非归零码注入实现了载波为13.9 GHz,用2.5 Gb/s注入实现了载波分别为13.9 GHz和15.4 GHz的RoF上变频,并采用上述方案分别实现27.8 GHz和30.8 GHz的倍频载波分量的增强。进一步实验验证了用本方案实现载波频率约60 GHz可调谐毫米波的无本振RoF上变频的可行性。     

光纤时频传递系统的中继技术分析

为开展长距离高精度时间频率传输系统研究,对多级光纤时间频率传递级联系统的时延抖动进行理论分析,得出级联系统总时延抖动的一般公式。在实验上实现了两级级联50km光纤时频传递系统的闭环锁定,分别通过测试单级系统和级联系统的鉴相误差电压得到其时延抖动。通过实验结果和理论计算比较,分析了主要实验误差来源;通过分析掺铒光纤放大器(EDFA)放大自发辐射(ASE)产生的噪声对信噪比(SNR)的影响,系统频率稳定度由于信噪比的下降而产生劣化。     

硅包层质子交换条形光波导的频率响应

退火质子交换工艺已成为一种制备低损耗铌酸锂光波导的重要技术.但目前对该类光波导传输特性的研究还不多.利用半矢量光束传播法,对硅包层X切退火质子交换铌酸锂条形光波导的频率响应特性进行了数值分析.给出了几种波导结构参数下的计算结果.结果表明,波导传输模式的衰减特性与波长相关.波导的衰减特性,可以通过调整波导表面中心处折射率增量,硅包层厚度,及缓冲层的折射率和厚度来控制.硅包层光波导可以用来制作光频滤波器.     

X波段的64单元相控阵天线的实时延迟线系统

提出一种用于X波段的64单元相控阵天线的实时延迟线系统。采用压电陶瓷(PZT)调节线性啁啾光纤的长度,实时地改变时延的长短。每支延迟线的调节范围为0~350 ps。系统采用8次时延叠加的方法,获取大角度扫描所需的长时延。通过串联、并联和分组交换连接方式,将72支延迟线联成延迟网络。在同一扫描信号控制下,各延迟线能同步的调制出不同的时延,合成相控阵天线波束指向对各个发射单元所需求的时延,扫描方式可以是连续的。相控阵天线应用本系统后,波束扫描角可达±81.2°,天线搜索数据率为115.0次/s。