基于马赫-曾德尔调制器的超宽带脉冲生成技术研究

摘要

移动宽带化和宽带移动化已经成为未来移动的发展方向,超宽带(UltralWideBand,UWB)技术与光纤承载射频(Radio Over Fiber,ROF)通信技术的融合UWB-ROF技术,即利用光纤实现无载波的UWB窄脉冲信号的传输,可实现大容量传输、高速率接入和大范围覆盖的通信需求,是国际研究热点之一。UWB脉冲发生器做为UWB-ROF系统最基本的单元,对整个系统的实现具有至关重要的作用。
　　 本文主要对一种利用双电极马赫.曾德尔调制器生成UWB脉冲信号的方法进行分析和仿真,主要完成的工作如下:
　　 1.论文分析讨论了UWB技术和ROF技术的基本原理、关键技术和研究现状;对UWB-ROF技术进行了重点研究,总结出利用微波光子技术在光域直接生成UWB脉冲信号的优势。
　　 2.综合分析了光脉冲在光纤中传输受色散的影响,以及带有初始啁啾的高斯脉冲在光纤中传输受色散的影响,通过仿真得出啁啾高斯脉冲在色散光纤中传输的特性。
　　 3.分析和比较了目前国内外关于UWB脉冲信号的生成方案。分别从电域及光域两个领域对UWB脉冲信号的生成进行总结和讨论;重点分析了目前国内外的在光域直接生产UWB脉冲信号的方法,并对各方案的优势及不足进行了总结和提出自己的观点。
　　 4.对于一种基于马赫.曾德尔调制器生成UWB脉冲信号的方法进行了研究,对影响高斯quasi-monocycle脉冲波形的性能参数:时延及半最大值全波时间;影响高斯quasi-doublet脉冲波形的参数:幅值及半最大值全波时间进行研究和仿真,通过合理设置上述各个参数值,可以使时域波形及频域性能更优化;论文同时对输入脉冲信号为二阶高斯时,对输出脉冲的时域和频域进行了讨论,并验证了二阶高斯脉冲输入时,输出的脉冲性能要优于一阶脉冲输入的情况。
　　 5.对生成的UWB脉冲信号在色散光纤中传输进行了仿真和讨论。分别仿真了无啁啾状态且只受色散影响时信号随传输距离增加波形的变化情况,以及不同啁啾因子条件下,光纤色散对UWB信号的影响。