相干光通信中外差异步解调接收机的研究与设计

摘要

相干光通信系统具有中继距离长、通信容量大、可调制方式多等优点,尽管当今世界主要的传输系统是以微波技术为基础的微波通信系统和以直接探测技术为基础的光纤通信系统,但相干光通信系统不仅兼有两种系统的优点,还能弥补它们的种种不足,无论是在星间、近地还是水下,相干光通信均有着广泛的应用前景,是下一代光通信系统的热门选择。基于上述原因,本文研究和设计了相干光通信中的外差异步解调接收机,并实现了接收机中的电路部分。
　　论文概括地介绍了各类光通信系统,讲述了相干光通信的优点、关键技术及发展动态。基础理论部分深入分析了相干光通信系统中的零差探测和外差探测两种系统,以及外差探测系统中的同步解调和异步解调两种方式。论文接着简述了外差异步解调接收机的构成,介绍了接收机的性能指标,并对接收机的噪声、误码率、灵敏度及选择性进行了详细研究。
　　在理论分析的基础上,论文设计了外差异步解调接收机,对接收机中的关键器件,包括本振激光器、光混频器、光电探测器的选择及相关理论进行了详细的论述,并重点设计了外差异步解调接收机的电路部分,包括集成前放的光电探测器、主放大器、解调电路及数据判决器,对电路部分的每一个模块进行了具体的介绍,包括器件的选型、工作原理、解调电路的设计等。
　　基于对接收机电路部分的设计,完成了包括主放大器、解调电路以及数据判决器在内的硬件电路实现,搭建了实验平台,进行了相关实验,验证了电路设计的正确性,为进一步研究相干光通信中的外差异步解调系统打下了坚实的基础。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

§1.1 光通信系统简介

§1.2 相干光通信的主要优点

§1.3 相干光通信中的关键技术

§1.4 相干光通信发展的国内外动态

§1.5 论文结构

第二章 相干光接收机的基本理论

§2.1 相干接收机原理

§2.2 外差异步解调接收机

§2.3 本章小结

第三章 外差异步解调接收机的研究与设计

§3.1 接收机设计方案

§3.2 本振激光器

§3.3 光混频器

§3.4 光电探测器

§3.5 接收机电路部分设计

§3.6 接收机性能参数分析

§3.7 本章小结

第四章 实验测试

§4.1 接收机电路测试

§4.2 接收机性能测试方案

第五章 论文总结和展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果