电光强度调制器的调制失真及抑制方法研究

摘要

信息技术的飞速发展,尤其是当前大数据、云存储及宽带移动终端等技术的成熟及广泛应用,迫切的需求超高速、宽带宽的通信系统。光载无线通信(ROF)系统结合高频无线电波传输以及光纤通信的优点,可以实现高速、大容量的射频信号传输,满足超宽带无线接入大于(1Gbps),无疑将成为未来移动及宽带网络有效的解决方案。在ROF系统中,在大多数情况下,光发射机,光接收机和单模光纤的非线性失真降低了接收机的灵敏度,从而导致误码率(BER)变大,无杂散动态范围(SFDR)变小。本文针对模拟ROF系统中应用最多的铌酸锂马赫-曾德尔(Mach-Zehnder,M-Z)型电光强度调制器的调制失真进行研究,并重点研究了基于双平行调制器(DPMZM)的失真抑制方法。
　　本论文首先对M-Z强度调制器的转移特性进行理论分析及仿真,详细分析了M-Z电光强度调制器的偏置电压及输入微波功率变化对各阶谐波的影响,并介绍了 M-Z电光强度调制失真的评价参数:无杂散动态范围(SFDR)及载波干扰比(CIR),最后通过实验测试了M-Z电光强度调制器交调情况下的SFDR及CIR。
　　研究基于单端信号 DPMZM进行三阶交调失真的抑制方法,理论上详细推导出单端信号 DPMZM双音交调的传输函数,得出抑制三阶交调的影响因素主要有DPMZM的三个偏置电压,以及三个偏置电压要达到抑制三阶交调需要满足的关系。仿真结果表明其对三阶交调的抑制比M-Z电光强度调制器更好,实验得到的结果表明单信号DPMZM抑制三阶交调失真方法,其平均CIR要比M-Z电光强度调制器要高15.40dB。
　　提出了基于双端信号 DPMZM进行三阶交调失真的抑制方法,理论上分析了双信号 DPMZM的三个偏置电压应该满足一定的关系时才能对三阶交调失真进行抑制,仿真并实验验证,实验结果得到的平均CIR要比M-Z电光强度调制器的要高18.43dB,并且输入信号功率从5dBm增加到13dBm的过程中,三阶交调信号基本都被抑制在噪声水平。最后基于双端信号 DPMZM设计了下变频器,其能产生稳定的中频信号(IF),并分析了DPMZM的三个偏置电压对所产生的中频信号输出功率的影响。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2电光调制器调制失真抑制的研究进展

1.3本论文的主要工作及安排

第二章 铌酸锂电光强度调制器的基本原理及调制失真分析

2.1 铌酸锂晶体的物理基础

2.2 M-Z型电光强度调制器

2.3 M-Z强度调制器调制失真分析

2.4 本章小结

第三章 基于单端信号DPMZM的抑制交调失真研究

3.1 双平行强度调制器结构

3.2单端信号DPMZM 抑制调制失真的基本理论

3.3 单端信号DPMZM抑制交调失真的仿真

3.4 单端信号DPMZM抑制交调失真的实验

3.5 本章小结

第四章 基于双端信号DPMZM的抑制交调失真研究及下变频

4.1理论分析

4.2 双端信号DPMZM抑制交调失真的仿真

4.3 双端信号DPMZM抑制交调失真的实验

4.4 基于DPMZM的全光下变频

4.5本章小结

第五章 总结及展望

5.1 论文总结

5.2 下一步展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果