检索结果-南通市图书馆

作者：董紫祎河北大学

学位级别：硕士

随着科学技术的进步,各个领域迫切需要性能优良的微波任意波形。微波光子技术为生成符合要求的微波任意波形提供了新方法。其中,以光电振荡器(OEO)生成微波任意波形的方式最为突出,由于在环腔内使用了高品质因数,低传输损耗的光纤,光电... 详细信息

随着科学技术的进步,各个领域迫切需要性能优良的微波任意波形。微波光子技术为生成符合要求的微波任意波形提供了新方法。其中,以光电振荡器(OEO)生成微波任意波形的方式最为突出,由于在环腔内使用了高品质因数,低传输损耗的光纤,光电振荡器能够产生频谱纯度高和相位噪声低的微波信号。傅里叶锁模的提出则使得光电振荡器在生成微波任意波形方面有了很好的发展。本文基于二极管调谐傅里叶锁模光电振荡器(FDML OEO)的FSK/ASK信号生成,以及基于并行滤波器结构傅里叶锁模光电振荡器(FDML OEO)的微波任意波形生成两个方面展开研究;同时对生成的FSK/ASK信号在脉冲相干性和相位噪声上进行了计算;接着对生成的微波任意波形在频率扫描带宽(FSBW)和可重构性等方面进行了测试。文章的创新点和主要研究内容如下所述:基于二极管调谐傅里叶锁模光电振荡器的FSK/ASK信号生成方面,通过分析FSK/ASK信号的生成原理和可调谐带通滤波器(TBF)的频率调谐过程,详细论述了基于二极管调谐傅里叶锁模光电振荡器生成FSK/ASK信号的物理过程,阐述了在使用低成二极管可调谐带通滤波器的情况下生成FSK/ASK信号的实验系统;随后,把傅里叶锁模光电振荡器输出的FSK/ASK信号的脉冲压缩比和相位噪声作为信号源输出信号的评价指标,微波信号的相位噪声均可以达到-123 d Bc/Hz@10k Hz。实验结果验证了生成FSK/ASK信号的原理不同,同时实验结果和理论相一致。此部分的意义在于可以在不使用高频微波源的情况下产生单频或者多频的FSK/ASK信号。基于并行滤波器结构傅里叶锁模光电振荡器的微波任意波形生成方面,利用两个二极管可调谐滤波器(TBF)建立傅里叶锁模来生成微波任意波形。通过在滤波结构中加入两个滤波分支,能够同时产生两个频段的微波信号;其次在数学上进行了理论推导,验证了当加入滤波分支后,能够在系统的输出端生成两个频率信号,之后对并行滤波器结构的傅里叶锁模光电振荡器系统进行搭建;实验验证了两个频段的可调谐性,即通过调整快速可调谐带通滤波器(TBF)驱动电压的幅值大小和直流偏置,能够调整输出信号的扫频带宽和中心频率。最后成功生成了线性啁啾微波波形(LCMW)和具有不同位带宽的Costas编码线性频率调制波形(LFMW),两种波形的扫频带宽为1 GHz,时间带宽积达到9880。其中对于线性啁啾微波波形(LCMW),两个波段的啁啾率分别为40.81 MHz/μs和61.22 MHz/μs;对于12位Costas编码线性频率调制波形(LFMW),每一位上的频率扫描带宽(FSBW)有34 MHz和50 MHz,同时该信号具备较出色的脉冲相干性。

关键词：傅里叶锁模光电振荡器微波任意波形啁啾信号

基于光场包络时域调控的微波任意波形产生技术研究

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基于光场包络时域调控的微波任意波形产生技术研究

作者：夏艺贵州大学

学位级别：硕士

近年来,随着信息社会的发展,函数波形的应用已经吸引了国内外众多研究学者的广泛关注。由于传统实现函数波形的产生主要是基于电子学技术,其性能会受限于电子器件的“电子瓶颈”问题,以至于无法适应宽带无线通信、雷达等高频率、大带宽... 详细信息

近年来,随着信息社会的发展,函数波形的应用已经吸引了国内外众多研究学者的广泛关注。由于传统实现函数波形的产生主要是基于电子学技术,其性能会受限于电子器件的“电子瓶颈”问题,以至于无法适应宽带无线通信、雷达等高频率、大带宽波形的应用需求。微波光子技术作为一种新兴技术,其优势在于具有大带宽、低损耗、以及抗电磁干扰强等特点,因此研究基于光子技术的函数波形产生具有良好的意义和价值。本文首先对光子微波任意波形产生原理及方法进行了分析,特别是对微波三角波、矩形波以及锯齿波的产生过程进行了详细的理论推导以及仿真模拟,寻求各类函数波形产生的理论依据。根据已有的光子技术手段,本文提出了一种时域产生微波任意波形的方案,即基于连续光调制结合脉冲时域切割和叠加的任意波形产生方法。我们扩充了时域合成方法的概念以及优化实验系统的设计,实验中将工作在正交偏置点的两个马赫曾德调制器用于脉冲整形,根据马赫曾德调制器的特性,可以将被正弦调制的光信号均分在相互正交的两个偏振方向上,并通过调节差分延时线(TDDL)控制两方向的特定延时,使两方向信号的光场包络在时域上进行叠加,从而产生三角波。因此只需要一个激光二极管(LD)实现了微波三角波形的生成,并同时、独立获得另一个波长的矩形波形。通过实验,实现了重复频率为3.5GHz三角波信号、3.5GHz矩形波信号的产生;通过时域内切割和叠加,实验上获得重复频率为3.5GHz的半占空锯齿波信号以及重复频率为7GHz的全占空锯齿波信号,最后将7GHz全占空锯齿波的光场包络与3.5GHz矩形波的光场包络在时域内叠加,最终获得3.5GHz的全占空锯齿波信号,即实现基频锯齿波的产生。在整个实验过程中,没有进行光电转化这一繁琐的步骤,也没有增加其他的光电子器件,大大节省了实验成本,扩展了时域合成法的运用。本文所提出的研究方案从理论分析、实验演示、实验结果,都表现出良好的性能。同时,为微波光子任意波形的产生方法提供了新的思路及方向。

关键词：微波任意波形调制时域合成

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基于时—频综合法的微波波形调控技术研究

基于时—频综合法的微波波形调控技术研究

作者：魏超贵州大学

学位级别：硕士

由于在雷达、传感器、信号处理等方面的重要应用,微波任意波形的产生与控制备受关注。通常,微波任意波形的产生是在电域内实现的,但由于电子瓶颈的存在,导致产生的波形带宽受到很大限制而无法满足现代通信系统的需求。而光子技术具有大... 详细信息

由于在雷达、传感器、信号处理等方面的重要应用,微波任意波形的产生与控制备受关注。通常,微波任意波形的产生是在电域内实现的,但由于电子瓶颈的存在,导致产生的波形带宽受到很大限制而无法满足现代通信系统的需求。而光子技术具有大带宽、低损耗、抗电磁干扰能力强等优点,可以很好地解决电子技术带宽受限的问题。基于此,光学任意波形产生技术应运而生。本论文介绍了几种主要的光生任意波形方法,着重分析时域合成和频域合成及其各自的优缺点。以两种方法为基础,结合外调制技术,研究简单便捷地产生高质量微波任意波形的方法,特别是较为复杂的锯齿波脉冲和抛物线脉冲的产生,具体完成了以下工作:提出了基于时-频综合法的锯齿脉冲发生器。本方案中,利用马赫曾德尔调制器的偏振敏感特性,通过调整入射光的偏振态,可使光载波和调制边带分别存在于两个正交的偏振态上。因此,可以在两个正交的偏振方向上独立地进行操纵得到所需要的谐波。将在这两个偏振态上得到的光包络叠加在一起,可以在时域上得到锯齿波波形。此结构只需一个调制器与一个光源,并且在实验中得到了良好的3、5、8GHz的正反锯齿波脉冲。提出了基于马赫曾德尔调制器传输特性的抛物线脉冲发生器。本方案中,充分利用了马赫曾德尔调制器的传输特性和调制特性。数学上,抛物线本质上是一个二次函数,当自变量趋近于零时,正弦的平方函数和二次函数是等价的。因此,正弦平方函数的峰或谷的中心小区域可以看作是抛物线。而马赫曾德尔调制器的透射率函数恰好是一个正弦平方函数,当用线性信号对其进行驱动时,可将透射率曲线线性地映射到时域。因此,利用电压较小的三角信号驱动偏置在最大传输点或最小传输点附近的调制器,可以得到与驱动信号频率相同的抛物线脉冲。此外,其他条件不变,当调制器恰好偏置在最大传输点或最小传输点时,可产生倍频于驱动信号的抛物线脉冲。

关键词：频域合成时域合成微波任意波形锯齿波波形抛物线脉冲

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基于时域运算的光子微波波形变换研究

基于时域运算的光子微波波形变换研究

作者：陈祥平贵州大学

学位级别：硕士

微波任意波形广泛应用于信号处理、雷达、传感等方面。传统的微波波形产生与转换是在电子系统内实现的。然而,由于电子器件速率低、带宽小等问题使其无法满足现代信息系统的要求。而光子技术具有速率高、大容量等优势,能够轻易克服电子... 详细信息

微波任意波形广泛应用于信号处理、雷达、传感等方面。传统的微波波形产生与转换是在电子系统内实现的。然而,由于电子器件速率低、带宽小等问题使其无法满足现代信息系统的要求。而光子技术具有速率高、大容量等优势,能够轻易克服电子器件难以解决的带宽限制等问题。本论文针对光子微波波形变换产生关键技术,对基于信号包络时域运算的光子微波波形变换进行了相关的理论与实验研究。首先,介绍了光子微波波形产生与变换的研究背景与意义,并对近年来光子微波波形产生与变换的方案原理及研究现状进行了总结和概括。其次,详细介绍了部分波形变换的关键器件——乘法器、微分器的定义、分类、实现原理以及重要应用。最后,提出了多种基于光子时域运算器的全光微波波形产生与变换的方案,并从理论、仿真以及实验等方面对所提出的方案进行了验证。此外,对基于数学微分定义式的微分方法进行了完善的理论分析并找到了延时量与拟合系数之间的关系;在相调加滤波的微分方法中,推导了当相调探测光为强度函数波形时信号变换的理论结果,对此类微分方法的理论分析与应用作了进一步的扩展与完善。实验中,通过两类不同运算原理的微分器将初始的5GHz三角脉冲分别变换为5GHz的矩形脉冲和10GHz的锯齿(反锯齿)脉冲。此外,以SOA作为乘法器,实现了5GHz的亮、暗抛物线脉冲的产生,并通过一阶微分运算将其进一步转换为反锯齿、锯齿脉冲。该方法在数学上直观,在实验上可实现可视化调节,不仅为全光微波波形的产生、变换、运算提供了新的技术途径,同时也为未来可集成化的高速全光信号处理及通信系统提供了思路。

关键词：微波任意波形包络函数运算全光信号处理时域信号运算器乘法器微分器

基于光学频率梳频谱整形的任意波形生成方法研究

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基于光学频率梳频谱整形的任意波形生成方法研究

作者：高晓婧西安电子科技大学

学位级别：硕士

微波光子学是微波技术和光子技术优势结合的一门新兴交叉学科,通过光电和电光转换将在电域完成的信号产生、传输、处理和控制转换到光域上完成,当前主要应用于宽带无线通信系统、先进电子战系统、智慧无线电以及物联网等领域。光生微波... 详细信息

微波光子学是微波技术和光子技术优势结合的一门新兴交叉学科,通过光电和电光转换将在电域完成的信号产生、传输、处理和控制转换到光域上完成,当前主要应用于宽带无线通信系统、先进电子战系统、智慧无线电以及物联网等领域。光生微波任意波形是微波光子学的一项重要研究内容,尤其是随着高分辨率雷达以及医学成像和仪表系统等技术的高速发展,对微波任意波形的质量要求越来越高。在电子领域内使用数字方法生成微波任意波形,会受到电子器件自身属性和采样率的影响,生成的任意波形频率和带宽都很低,不能满足当前的需要,利用微波光子技术可以解决这个问题。本文主要研究基于光学频率梳频谱整形的任意波形生成方法,总体思路是通过构建任意波形生成原型系统,从中分析影响因素,提出优化方法,并进行仿真验证。1.构建任意波形生成原型系统。在研究文献的基础上,利用双平行马赫-曾德尔调制器、光纤布拉格光栅、光纤拉伸器和光衰减器构建任意波形生成原型系统,并仿真生成了三角波形、矩形波形、锯齿波形等特定波形。仿真过程中详细研究分析了任意波形生成的影响因素,包括光学频率梳平坦光梳数目、频谱宽度以及频谱整形的幅度和相位控制误差等4种因素。2.提出2种光学频率梳生成方法。以多数目、窄带宽的平坦光梳生成为目标,在基于单个电光调制器生成平坦光梳的基础上,提出了基于两个强度调制器和偏振复用双马赫-曾德尔调制器级联方式和基于双平行马赫-曾德尔调制器和循环频移器级联方式2种平坦光梳生成方法。3.提出频谱整形方法。以降低频谱整形的幅度和相位误差为目标,在研究基于光纤布拉格光栅进行谱线分离、基于光纤拉伸器进行相位控制、基于光衰减器进行幅度控制,提出了双阵列频谱整形方法,并仿真生成了多种波形。4.设计2种任意波形生成方法。采用两个强度调制器和偏振复用双马赫-曾德尔调制器级联双阵列频谱整形方法,仿真生成了频率倍增的波形信号,并选取不同谱线数目,通过生成高斯波形,定量研究了谱线数目对生成波形的影响,得出了平坦光梳数目与功率比、占空比的关系。采用双平行马赫-曾德尔调制器和循环频移器级联双阵列频谱整形方法,仿真生成了幅度不相等的高斯波形。最后研究得出生成不同目标波形时2种方法的使用时机,为微波任意波形生成方法的进一步研究提供了理论依据和实践支撑。

关键词：微波任意波形光学频率梳频谱整形电光调制