基于双平行马赫-曾德尔调制器的大动态范围微波光子下变频方法

为了提高微波光子下变频链路的性能,提出了基于集成双平行马赫-曾德尔调制器的微波光子下变频方法.通过理论推导和数值仿真分析了系统的增益和无杂散动态范围,实验搭建了基于双平行马赫-曾德尔调制器的下变频链路,控制直流偏置电压使双平行马赫-曾德尔调制器工作在高载波抑制的双边带调制模式,并对链路进行了性能测试.实验结果表明:该下变频链路的增益为7.43 d B,无杂散动态范围达到了110.85 d B/Hz2/3,工作频段可覆盖5—18 GHz的宽频范围.基于双平行马赫-曾德尔调制器的下变频方法可优化设计输出频谱,系统结构简单、易于实现,为微波光子下变频链路提供了有效的解决方案.

基于双平行马赫-曾德尔调制器的全光混频器

传统的混频器只具备上变频或下变频的单一功能,为精简通信系统的收发模块,提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)实现上、下变频的全光混频器方案。该方案利用射频信号和本振信号分别驱动DPMZM上下两臂的子MZM,以实现本振和射频信号单边带调制;调节主MZM使DPMZM上、下两臂引入180°相位差从而使光载波相互抵消,输出光信号经光电探测器拍频后可得到中频信号或上变频信号。仿真结果表明:上、下变频信号抑制比皆超过了25dB,同时,无杂散动态范围达到89.7dBm。

基于外调制器的全双工无线信号光传输系统

提出了一种基于双平行马赫-增德尔调制器的全双工矢量信号传输系统。传统的光学倍频技术只适用于NRZ(not return to zero)等强度调制格式,而不适用于无线通信中常用的MPSK、MQAM等矢量信号调制技术,用传统的倍频技术生成光毫米波后,用滤波器将其2个边带分开,在其中一个边带上调制矢量信号,这样幅度和相位信息被正确保留,且使用了8倍频模块,降低了传输过程中对光电器件的带宽要求。理论分析和仿真结果表明:通过此方法产生的携带在60GHz载波上的625-Msymbol/s的4QPSK信号,经过20km单模光纤传输后,误差向量幅度损耗可以忽略不计。

基于偏振复用-双平行马赫-曾德尔调制器的可调倍频因子微波移相信号生成

提出一种基于偏振复用-双平行马赫-曾德尔调制器的可调倍频因子微波移相信号生成新方案。在不使用滤波器的情况下,通过改变调制器的射频驱动信号和直流偏置电压,可以生成2倍频、4倍频、6倍频、8倍频微波信号,同时控制检偏器与调制器主轴之间的夹角,就能实现相位0°~360°连续可调。仿真结果表明,频率为5 GHz的射频信号可以转换为10、20、30、40 GHz的全范围线性相移微波信号,相位连续变化过程中,功率波动小于0.5 dB,并且该方案具有良好的频率可调谐性。此外,研究分析了该方案的工作频率范围,以及调制器消光比、直流偏置电压漂移和电移相器幅相不平衡对系统性能的影响。

基于双平行马赫-曾德尔调制器的光子倍频毫米波生成的研究

基于外调制器的光子毫米波生成技术具有频率调谐范围大、结构简单、稳定性强和信号频率纯度高等优点,被认为是实现高频宽带可调毫米波信号产生的有效解决方法。对基于一种双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的光子倍频毫米波生成技术进行系统的理论分析,给出了实现四倍频、六倍频、八倍频毫米波产生的参数条件,在此基础上提出了一种不需要利用电相移器和光滤波器的四倍频毫米波产生方案,讨论了DPMZM消光比和调制深度对光子倍频毫米波生成的影响。

基于DP-DPMZM的双通道微波光子下变频方案

为了实现多通道的微波光子下变频,提高变频链路性能,提出一种使用单个集成调制器实现的微波光子下变频方案,该方案利用偏振复用特性实现双通道下变频功能。仿真与实验结果表明:当子调制器设置在最小传输点时,可实现载波抑制双边带调制,光载波抑制比达到29 dB;双通道分别独立地将射频信号下变频转换为中频信号,杂散抑制比达30 dB左右,2个通道的无杂散动态范围(SFDR)分别达到110.4 dB·Hz^(2/3)、113.4 dB·Hz^(2/3)。

基于双平行马赫曾德尔调制器和受激布里渊散射效应的十倍频毫米波信号生成

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和受激布里渊散射(SBS)效应的10倍频mm波信号生成方案,具有覆盖频段高和频谱纯度高等优点。在本文方案中,低频率的射频(RF)信号通过DPMZM对激光器发出的光波进行调制,调节直流偏置电压,使DPMZM的主调制器和两个子调制器均工作在最小传输点(MITP),抑制光载波和偶数边带,进一步调节两个子调制器的调制深度和移相器的相移,抑制一阶和七阶边带,留下三阶和五阶边带,然后利用SBS效应进行布里渊边带滤波滤除三阶边带,仅保留五阶边带,再经光电探测器(PD)拍频即可获得10倍频mm波信号。通过仿真实验,以10GHz的RF信号为驱动信号,得到了100GHz的mm波信号,验证了方案的可行性。

DPMZ调制器自动偏压控制算法的研究

针对双平行马赫-曾德尔调制器工作点漂移的问题,提出一种适用于16进制正交幅度调制的双平行马赫-曾德尔调制器自动偏压控制算法。算法分为两个部分,初始化部分和跟踪锁定部分。初始化部分的目的是找到一个接近偏置电压的工作点,以减少跟踪锁定部分算法锁定工作点需要花费的时间;跟踪锁定部分使用抖动信号检测法找到精确工作偏置点,并且能实时地跟踪随环境变化的偏置点,使得偏置电压在尽量长时间内处于最佳偏置点附近,且在最佳偏置点附近游走的范围尽量小。通过实验分析了影响算法结果的因素。实测数据表明,此算法能在较短时间内找到双平行马赫-曾德尔调制器最佳工作偏置点,并能实时进行跟踪调整。

基于级联调制器的24倍频毫米波信号产生

为了有效解决高频毫米波信号源产生困难的问题,提出了一种基于级联强度调制器的24倍频可调毫米波信号产生系统。将低频本振信号调制到第一级双平行马赫-曾德尔强度调制器上,分别控制主调制器和子调制器的偏置电压,使其均偏置在最大传输点上,精确控制低频本振信号的幅值和相位,可以对应产生的-4阶和+4阶边带信号,通过光电检测器拍频,得到的8倍频信号调制到第二级马赫-曾德尔调制器上,控制第二级调制器的偏置电压,使其工作在最小传输点上,可以产生-12阶和+12阶边带信号,经过光电转换后可以得到射频驱动信号频率24倍的毫米波信号,当本振信号频率发生改变时,得到的毫米波信号频率对应改变。

用IQ调制器产生载波抑制单边带信号的研究

载波抑制单边带调制是一种特殊的幅度调制形式,它将载波和另一个边带抑制,提高频带利用率,增加了光纤的传输容量。并可有效抑制色散,延长信号的传输距离。被广泛应用于长距离高频微波ROF系统中。文中详细分析了利用商用铌酸锂调制器产生载波抑制单边带信号的原理,并据此分析,搭建了试验系统,分别产生了±1阶(即长波方向和短波方向)的载波抑制单边带信号。

频率可调的双路相位编码微波信号系统

提出一种在单输入情况下同时产生两路任意相位编码微波信号的方法,不仅可以保证编码信号180°的相移,还可实现编码信号的频率大范围调谐.建立由一个双平行马赫曾德调制器和一个保偏布拉格光栅组成的系统,激光输入双平行马赫曾德调制器调制后,通过保偏布拉格光栅与偏振分束器的共同作用产生两路偏振正交的±2阶边带.其中一对边带经过相位调制器调制后与另一对耦合,最后输出两个光电探测器拍频得到高频率、低噪声的相位编码微波信号.仿真结果表明,通过调节驱动信号的频率,可得到5~100 GHz的一系列四倍频相位编码微波信号.还原的相位信息与脉冲压缩比均和理论值吻合,证明了所提方法具有良好的脉冲压缩性能.

相位调制平行光延迟器的微波高精度测量

提出了一种新的相位调制平行光延迟器，使用双电极马赫一曾德尔调制器进行高精度测量微波信号到达角及等效到达时间差，建立了一个理论模型来分析系统的测量精度监控。空间时延测量转换成两个微波信号之间的相移，精度监测的结果显示，对从5°～165°相移的测量误差小于3．1°，具有重要的应用价值。

基于电光调制器的微波信号倍频技术研究进展

基于电光调制器产生微波信号的倍频方法结构简单、调谐性好、稳定性较高,为产生毫米波频段乃至太赫兹频段信号提供了一种有效的解决方法。重点介绍了基于电光调制器的几种典型倍频方案与关键技术及其最新研究进展,综合比较了各个方案的优缺点,并给出了下一步研究与发展的方向。

基于偏振复用光调制器产生PDM-16QAM射频信号

提出了一种采用单个光调制器产生频率稳定、偏振复用的矢量毫米波信号新方案。通过将双极化马赫-曾德尔调制(DP-MZM)和偏振复用16阶正交幅度调制(PDM-16QAM)相结合,实现了PDM-16QAM信号在系统链路中的有效传输,传输速率为64 Gbit/s@28 GHz,误码率被控制在4.2×10-2以内。系统结构简单,频谱效率高,传输速率大幅提升,在未来光载无线通信网络中具有巨大的应用价值。

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。

基于DPol-DPMZM的平坦光频梳产生方法

文章提出了一种产生平坦光频梳(optical frequency comb,OFC)的方法,并用一个单集成双偏振双平行马赫曾德尔调制器(dual-polarization dual parallel Mach-Zehnder modulator,DPol-DPMZM)进行了实验验证。通过调整调制器的6个直流偏置点和2个调制指数,理论上可以根据DP-QPSK调制模型推导出的方程生成梳状数可调且强度完全相同的光频梳。实验结果表明,提出的OFC发生器可以产生7、9、11、13条直线,其平坦度分别为0.96 dB、1.13 dB、2.01 dB、1.17 dB。所生成的7、9、11、13行OFCs的杂散信号抑制比(unwanted-mode suppression ratio,UMSR)分别为10.33 dB、9.54 dB、6.79 dB和10.45 dB。此外,生成的OFC具有良好的频率可调性。实验生成了频率间隔为6.02 GHz、7.02 GHz、8.02 GHz、9.02 GHz的9线OFCs。

基于DPMZM和UTC-PD的宽带太赫兹信号产生及传输研究

为了能够充分利用微波光子倍频优势并简化系统复杂度,提出一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和单行载流子光电二极管(UTC-PD)的宽带太赫兹矢量信号产生及光纤传输方案,通过适当地调整DPMZM直流偏压和调制指数,矢量信号被调制在光波的+3阶边带,本振信号被调制在光波的-3阶边带,并采用VPI软件对方案进行了仿真验证。仿真结果表明:当系统采用36.7 GHz的本振信号六倍频后,产生了载频为220 GHz、码速率为20 GSym/s的正交相移键控的太赫兹矢量信号,经1~4 km的光纤传输,接收机功率损失小于3 dBm。

基于PDM-DPMZM的大动态范围微波光子I/Q下变频系统

针对被目前大多微波光子I/Q下变频系统忽视的非线性失真问题,提出了一种基于偏振复用双平行马赫增德尔调制器(Polarization Division Multiplexing Dual-Parallel Mach-Zehnder Modulator,PDM-DPMZM)的大动态范围微波光子I/Q下变频系统.利用PDM-DPMZM并行地调制射频、本振和镜像信号,调节调制器的直流偏置并进行驱动信号功率控制,能够实现I/Q下变频及镜像干扰抑制,同时抑制三阶交调失真.实验结果表明,所提方案最终可以实现超过44 dB的镜像抑制,系统的无杂散动态范围达到110.5(dB·Hz^(4/5)).在5~20 GHz工作频率范围内,相位失衡和幅度失衡分别低于0.8°和0.6 dB.

基于级联双平行MZM的16倍频光生毫米波技术

为解决毫米波信号生成中存在的困难,提出了一种基于级联双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的16倍频光生毫米波系统。首先通过控制第1个DPMZM的直流偏压、驱动信号相位差和调制指数,完全抑制光载波和±2阶边带,获得±4阶光边带;然后将该光波输入到另一个完全一样的DPMZM,获得±8阶光边带和光载波输出;最后利用光滤波器(OF)滤除光载波,用光电探测器(PD)拍频得到16倍频的毫米波输出。详细分析了系统的工作原理,并通过仿真验证了方案的可行性。当输入射频(RF)驱动信号频率为2.5GHz时,可得到40GHz毫米波输出,并且调制器的调制带宽仅需要2.5GHz。本文方案具有倍频次数高、频谱纯度好等优点。

基于级联外调制器的六倍频微波信号的光学生成技术研究

提出并实验验证了一种基于级联偏振调制器(PolM)和双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的六倍频微波信号的光学生成方法。PolM在射频(RF)信号调制下,会产生多个光边带,通过调节偏振控制器(PC)和检偏器仅获得奇数阶边带,然后通过DPMZM,其中一子MZM调制RF信号,工作在最大传输点(MATP),另一子MZM不调制RF信号,从而抑制掉一阶边带,保留三阶边带,经光电探测器(PD)拍频获得六倍频微波信号。仿真结果表明,在不利用任何光、电滤波器的情况下,调制器消光比为理想状态(100dB)时,RF杂散抑制比(RFSSR)为34dB。即使消光比为非理想状态(30dB)时,生成微波信号的RFSSR仍可以达到21dB。理论分析和实验结果均验证了方案的可行性。