E波段毫米波远距离通信技术研究

【目的】E/W波段毫米波频率覆盖60~110 GHz,频带资源丰富,具备大容量传输的潜力,与激光相比,E/W波段毫米波波束较宽,兼具方向性、抗干扰性和易于对准的优势,是海上远距离无线通信极具发展潜力的频段。然而,大气吸收和海面多径等近海面信道特征制约了E/W波段毫米波传输距离,导致E/W波段毫米波近海面传输存在瓶颈。文章聚焦海上远距离毫米波无线传输方向,运用微波光子技术提出了超宽带毫米波调制解调和变频系统结构,提高了毫米波变频和调制解调性能,进而研究近海面远距离传输系统中最优高阶调制格式,实现了大容量远距离传输。【方法】针对远距离通信系统中功率放大器会给信号带来非线性失真的问题,文章分析了固态功率放大器非线性特性对幅度相位调制(APSK)和正交幅度调制(QAM)等高阶调制格式性能的影响因素。研究了16APSK信号的最优分布方式、欧式距离和内外径比例,还通过等效功率实验测试,对比分析了16QAM和16APSK信号的抗非线性性能。【结果】实验证明,相对于QAM格式,APSK格式更加适用于远距离传输系统。【结论】文章基于16APSK格式,通过等效功率验证,实现了16 Gbit/s和等效34 km的远距离传输性能指标,为海上大容量远距离传输提供了高价值的技术手段。