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基于电光相位调制器的微波信号产生与处理

作　者: 陈斌
导　师: 章献民
学　校: 浙江大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 微波光子学电光相位调制器强度调制光纤光栅微波光子滤波器超宽带微波产生微波频率变换
分类号: TN015
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 535次
引　用: 2次
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内容摘要

微波光子学是研究微波和光子信号相互作用的一门交叉学科。随着无线通信的频段进入到毫米波段和光通信网络带宽的进一步增加,微波光子学将在下一代通信网络中扮演更加重要的角色。为了实现光信号与微波信号的相互作用,电光调制器在大部分的微波光子学系统中都是不可或缺的组成部分。相位调制器作为最简单的电光调制结构,任何一块具有电光效应的晶体或者聚合物都可以构成相位调制器。与常用的马赫-曾德尔强度调制器相比,电光相位调制器具有结构简单、插入损耗低、不需要直流偏置电路等优点。本论文的主要内容就是研究基于电光相位调制器的微波信号产生与处理,主要内容包括:相位调制到强度调制转换的理论与实践。可以利用光纤色散、光滤波器和布里渊散射等来实现相位调制到强度调制的转换,最后通过实验证明可以利用一个光纤光栅来同时实现相位调制到强度调制的转换和链路效率的提高。基于相位调制器的微波光子滤波器。对利用相位调制器实现带通型的微波光子滤波器进行了理论分析和仿真,总结了基于相位调制器实现负抽头微波光子滤波器的方法,实验演示了基于相位调制和布里渊散射的单通带微波光子滤波器。相位调制器在超宽带系统的应用。分析和总结了利用相位调制的特点来构建超宽带脉冲产生系统的各种方案,提出并实验演示了基于相位调制器和窄带光纤光栅的可调谐超宽带滤波器,得到了3-dB通带为3.3-10.6GHz的线性相位滤波器。基于相位调制器的全光微波产生。理论分析了当相位调制信号的载波分量被部分抑制时得到的各阶电谐波的大小,提出了基于相位调制和布里渊载波抑制的全光微波产生方案,并实验得到了高质量的微波信号。相位调制器在光子微波频率变换中应用。总结了使用相位调制器的光子微波频率变换方法,提出了基于相位调制器和光子晶体光纤布里渊激光器的光子微波上变频方案,在3GHz和5GHz中频信号输入的情况下,分别得到了12.76GHz和14.76GHz的上变频信号。使用相位调制器的优点是可以避免输入的中频信号出现在最后得到的上变频信号谱中。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-27
  1.1 微波光子学研究与应用领域  11-20
    1.1.1 微波光子学器件  11-13
    1.1.2 模拟光纤链路及其性能  13-14
    1.1.3 光纤传输无线电系统  14-17
    1.1.4 光控相控阵天线  17-18
    1.1.5 光子微波信号处理  18-20
  1.2 电光调制器  20-24
    1.2.1 电光调制的物理基础  20-21
    1.2.2 电光相位调制器  21-22
    1.2.3 电光强度调制器  22-24
  1.3 本论文的工作  24-27
第2章相位调制到强度调制的转换研究  27-42
  2.1 相位调制光信号的理论分析  27-28
  2.2 PM-IM转换的研究动态  28-31
  2.3 基于单模光纤色散的PM-IM转换实验研究  31-34
  2.4 用光纤光栅同时实现PM-IM转换和链路效率的提高  34-41
    2.4.1 光纤链路效率的提高  34-35
    2.4.2 同时实现PM-IM转换和链路效率提高的实验研究  35-41
  2.5 本章小结  41-42
第3章基于相位调制器的微波光子滤波器  42-57
  3.1 微波光子滤波器研究综述  42-45
  3.2 基于相位调制器的微波光子滤波器  45-52
    3.2.1 使用相位调制器的正抽头带通滤波器  45-49
    3.2.2 基于相位调制器的负抽头滤波器实现  49-52
  3.3 基于相位调制器和布里渊散射的微波光子滤波器研究  52-56
    3.3.1 基于相位调制器和布里渊散射的带通滤波器实验研究  52-55
    3.3.2 基于边带选择和布里渊散射的可切换带通或陷波滤波器  55-56
  3.4 本章小结  56-57
第4章相位调制器在超宽带系统中的应用  57-69
  4.1 UWB无线通信系统概述  57-58
  4.2 UWB信号的光子学产生  58-61
    4.2.1 UWB脉冲波形的选择  58-60
    4.2.2 UWB信号的光子学产生方法  60-61
  4.3 基于相位调制器的UWB信号产生  61-63
    4.3.1 基于PM-IM转换的UWB信号产生  61-62
    4.3.2 基于偏振调制的UWB信号产生  62-63
    4.3.3 最新研究动态  63
  4.4 基于相位调制器和窄带光纤光栅的可调谐UWB滤波器  63-68
    4.4.1 理论分析与计算  63-66
    4.4.2 光子可调谐UWB滤波器的实验研究  66-68
  4.5 本章小结  68-69
第5章基于相位调制器的全光微波产生  69-83
  5.1 全光微波产生研究综述  69-73
    5.1.1 全光微波产生的意义  69
    5.1.2 全光微波产生的方法  69-73
  5.2 基于相位调制器的全光微波产生方法  73-74
  5.3 基于相位调制和布里渊载波抑制的全光微波产生  74-82
    5.3.1 相位调制信号载波部分抑制时的电谐波信号分析  75-76
    5.3.2 布里渊载波滤波器的理论分析与测量  76-78
    5.3.3 基于相位调制和布里渊载波抑制的微波产生实验研究  78-82
  5.4 本章小结  82-83
第6章相位调制器在光子微波频率变换中的应用  83-95
  6.1 光子微波频率变换研究综述  83-86
    6.1.1 光子微波频率变换的意义  83-84
    6.1.2 光子微波频率变换方法  84-86
  6.2 基于相位调制器的光子微波频率变换研究  86-88
  6.3 基于相位调制器和光纤布里渊激光器的微波上变频  88-94
    6.3.1 基于光子晶体光纤的布里渊激光器  88-91
    6.3.2 基于相位调制和光子晶体光纤布里渊激光器的微波上变频  91-94
  6.4 本章小结  94-95
第7章总结与展望  95-97
参考文献  97-107
攻读学位期间发表的学术论文  107-108
个人简历  108

基于电光相位调制器的微波信号产生与处理

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