检索结果-南通市图书馆

作者：牛宏校电子科技大学

学位级别：硕士

基于I/Q(In-phase/Quadrature)解调架构的双光频梳信道化接收机,由于梳齿间具有严格的相干性,因此在宽带射频信号接收方面具有巨大的优势,在雷达、电子战等领域具有广泛的应用前景。然而,光电器件在设计与制造过程中不可避免地存在误差... 详细信息

基于I/Q(In-phase/Quadrature)解调架构的双光频梳信道化接收机,由于梳齿间具有严格的相干性,因此在宽带射频信号接收方面具有巨大的优势,在雷达、电子战等领域具有广泛的应用前景。然而,光电器件在设计与制造过程中不可避免地存在误差,导致在I/Q解调架构中存在I/Q幅度和相位不平衡的问题。在实际应用中,这会降低系统对镜像频率的抑制性能,从而带来信道串扰等一系列问题,制约了接收机对信号的识别性能,严重影响了双光频梳信道化接收机的应用推广。为解决双光频梳信道化接收机中的I/Q不平衡问题,本文首先设计和搭建了双光频梳信道化接收机,并分析了I/Q不平衡出现的原因。针对双光频梳信道化接收机具有多通道和大瞬时带宽的特点,本文采用仿真和实验的方式,对比了现有的针对其他通信接收机类型的I/Q不平衡补偿方案。然后,在数字域中,基于宽带共轭模型和信号的二阶统计特性,设计了128阶复数自适应滤波器,完成了对该系统的I/Q不平衡补偿。采用该I/Q不平衡补偿方案,不仅提升了系统对单音信号、多音信号以及具有1 GHz带宽的线性调频信号的镜像频率抑制比,而且解决了双光频梳信道化接收机中存在的邻道信号串扰问题,提升了双光频梳信道化接收机对多频点、大带宽射频信号的并行多通道接收能力。通过实验测试,双光频梳信道化接收机在经过该I/Q不平衡补偿方案后,其中的单音测试信号的镜像抑制比从27 d B提升到了81 d B以上,1 GHz带宽的线性调频测试信号的镜像抑制比从22 d B提升到了噪声功率水平,具有30 d B以上的镜像频率抑制比,1 GHz带宽的10音信号的镜像抑制比从27 d B提升到了72 d B以上的水平。最后,在System Generator平台上完成了20阶复数自适应滤波器的FPGA硬件系统设计和验证,并在VIVADO中完成了功能仿真。通过仿真测试,对于双光频梳信道化接收机实际接收的单音信号,其镜像抑制比从27 d B提升到了84 d B,1 GHz带宽的线性调频测试信号的镜像抑制比从22 d B提升到了噪声功率水平,具有31 d B以上的镜像频率抑制比,1 GHz带宽的10音信号的镜像抑制比从27 d B提升到了40 d B以上的水平。虽然该硬件系统相对于128阶自适应滤波器,对多音信号的镜像频率抑制比有所降低,但总的来说,该工作展现了在硬件系统上实现I/Q不平衡补偿方案的潜力和可行性。

关键词：双光频梳信道化接收机 I/Q不平衡自适应滤波器

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重复频率锁定的双光频梳在光谱测量系统中的研究

重复频率锁定的双光频梳在光谱测量系统中的研究

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作者：王丹璐华中科技大学

学位级别：硕士

光谱仪的光谱分辨率是指分辨精细光谱的能力,高的光谱分辨率对于高品质因子光学器件的研究非常关键。帧率对光谱仪来说同样重要,高的探测速率对于研究快速变化的瞬态现象十分重要。光学频率梳有着高的时间和频谱精度从而在光谱测量中得... 详细信息

光谱仪的光谱分辨率是指分辨精细光谱的能力,高的光谱分辨率对于高品质因子光学器件的研究非常关键。帧率对光谱仪来说同样重要,高的探测速率对于研究快速变化的瞬态现象十分重要。光学频率梳有着高的时间和频谱精度从而在光谱测量中得到了广泛应用。“双光频梳”系统利用微小的重复频率差将光谱信息从光学频段转移到微波频段,实现了便利的信息采集。但由于双光频梳之间频率抖动的存在,会导致测量频谱的失真。本论文分别从理论上分析双光频梳光谱仪与时域聚焦光谱仪的特性,这两种光谱仪均具备探测速率快的优点。本文仅锁定光频梳重复频率的前提下分别使用了数字校准和基于四波混频的异步光采样的方案来消除载波包络偏移频率抖动的影响,提升了两种光谱分析仪光谱分辨率。本论文的研究工作如下所示:(1)针对锁模光纤激光器重复频率漂移的问题,使用了数字锁相环技术来锁定重复频率,测量了重复频率的相位噪声,并利用艾伦方差来评价锁相环的锁定效果,数字锁相环可以达到模拟锁相环的锁定水平。在1～100 Hz频率范围内,在使用数字锁相环情况下,双光频梳重复频率差的相对抖动相对于自由运转情况下降5d Bc/Hz。(2)在只锁定重复频率的双光频梳光谱仪系统中,载波包络偏移频率处于自由运转的状态,通过对载波包络偏移频率漂移进行提取并采用后处理的数字算法校准,实现了100 Hz的探测帧率、120 nm的大带宽和1.1 pm的高分辨率的有效测量。(3)为了突破时域聚焦光谱仪系统光谱分辨率受到光电探测带宽的限制,使用重复频率稍有差异的锁模光纤激光器对时域聚焦信号进行基于四波混频的异步光采样。将探测器带宽从40 GHz降低到了125 MHz,光谱分辨率在24 nm的范围内由15 pm提升到1 pm,并保证了1 kHz的光谱采集帧率。

关键词：双光频梳锁相环高精度光谱测量数字校准异步光采样

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基于锁模光纤激光器的双光频梳产生及应用研究

基于锁模光纤激光器的双光频梳产生及应用研究

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作者：周希华中科技大学

学位级别：硕士

精密计量学等领域对频率精度的追求越来越高,传统基于碘频标的He-Ne激光器其频率精度10已经达不到需求。随之四个独立领域:超稳激光,超快飞秒激光,非线性材料,高灵敏度激光光谱学的成熟发展促进了性能突出的“光学频率梳”产生。光频梳... 详细信息

精密计量学等领域对频率精度的追求越来越高,传统基于碘频标的He-Ne激光器其频率精度10已经达不到需求。随之四个独立领域:超稳激光,超快飞秒激光,非线性材料,高灵敏度激光光谱学的成熟发展促进了性能突出的“光学频率梳”产生。光频梳如同变速箱将光学频率标准与射频频率标准联系起来,频率精度可达到10,成为了一个强大的光学工具。光频梳技术发展的同时,“双光频梳”被提出来,应用在气体谱分析,绝对距离测量等不同研究领域,并不同程度地提升了各领域的测量性能。基于双光频梳的重要应用价值,本文主要研究基于锁模光纤激光器的双光频梳产生及其在超快时域拉伸显微成像系统中的应用。论文主要的研究工作如下:(1)基于非线性偏振旋转原理,搭建了两个重复频率近92 MHz的锁模光纤激光器。(2)针对搭建的两个锁模激光器,为锁定其重复频率在同一个时钟源,利用混频器、比例积分控制器等核心器件构建两套光电锁相环,实现了重复频率稳定,重复频率差可调的双光频梳系统。(3)基于重复频率稳定的差频双光频梳,提出将其与超快时域拉伸显微成像系统相结合的异步光采样方案。相较于传统的超快时域拉伸显微成像系统,对探测带宽的要求降低了接近四个数量级,为该成像系统拓宽了应用领域。(4)针对双光频梳相对载波包络偏移频率的锁定,尝试了传统基于一个连续光的相对频率锁定方式,同时提出了基于受激布里渊散射的相对频率锁定方案,两个方案均遇到了一些问题,同时也取得了初步的实验结果。

关键词：锁模光纤激光器双光频梳锁相环超快时域拉伸显微成像受激布里渊散射

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一种超宽带大跨度高精细微波光子变频方法研究

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中国激光 2025年

作者：赵小龙周华李晋郑吉林蒲涛张鑫周函赵家奇孟宪帅刘淑雅陆军工程大学通信工程学院国防科技大学信息通信学院

传统电子变频技术存在频率、带宽受限、调谐难以及多频段变频系统复杂、电磁干扰强的问题，难以满足当前大带宽多频段变频需求。基于此，本研究提出一种结合电域精细灵活调谐和光域大跨度宽调谐的多通道并行联合优化方法，能够大幅降低... 详细信息

传统电子变频技术存在频率、带宽受限、调谐难以及多频段变频系统复杂、电磁干扰强的问题，难以满足当前大带宽多频段变频需求。基于此，本研究提出一种结合电域精细灵活调谐和光域大跨度宽调谐的多通道并行联合优化方法，能够大幅降低系统体积和复杂度，在无线通信、雷达系统、相控阵天线和电子战等诸多领域具备一定的应用潜力。首先，将双光频梳与信道化相结合提供多频变频本振源，通过高速光开关对变频本振通道的选择进行灵活切换和精准控制，随后，分别对信号光载波、本振光频梳进行载波抑制单边带调制实现信号调制以及梳齿精细频移，从而实现超宽带信号的大跨度、高精细变频。本结构使用Optisystem15.0进行仿真实验，实现了超宽带射频信号(3～5 GHz)的大跨度高精细变频，变频范围为10～70 GHz，覆盖C、Ku、K波段，可达EHF波段。此外，可对512 MSym/s QPSK信号、300 MSym/s 8PSK信号和200 MSym/s 16QAM信号变频至70 GHz，相对误差矢量大小分别为6.970%、7.509%和9.619%。该方法灵活简单，复杂度低，能够应用于卫星转发器、射频通信网络和电子侦察系统等诸多领域。

关键词：微波光子微波变频双光频梳信道化滤波光开关

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