外调制光发射机关键技术研究(硕士论文).pdf

摘要本文重点研究应用于雷达信号传输的外调制模拟光纤传输系统。首先陈述了外调制光传输系统的优点以及外调制技术的国内外研究动态,介绍了外调制光发射机的组成和外调制光传输系统的应用领域。重点讨论了外调制光传输系统中的关键器件:外调制器。分析了外调制器因为正弦调制曲线会产生非线性失真,最后采用了直流偏置和预失真技术抑制非线性失真。正弦调制曲线只有一部分接近线性化调制,需要通过外调制器直流偏置控制电路对外调制器直流偏置点进行自动控制,使调制器工作时处于线性区,有效地补偿模拟信号光传输系统中外调制器进行电光调制的时候产生偶次谐波失真。采用反馈控制的原理完成自动偏置控制器的设计。整个设计过程利用光电检测器进行光电检测将误差光信号转换为误差电信号,通过滤波、小信号检测等一系列电路将交变电信号转换为直流电信号,再通过单片机形蟛钚藕挪杉虽然合理偏置消除了外调制器的偶次谐波失真,但是外调制器依然存在奇次交调失真饕J侨资д,而且失真度随着光调制度的增加而变得恶劣。本外调制器的非线性失真和射频驱动电路的非线性失真结合起来,然后寻找一种针对整个外调制发射机端非线性失真的补偿方案。重点讨论了预失真补偿技术,同时针对各个不同的预失真方案,选取适用于ǘ瓮獾髦乒夥⑸浠脑なд娌钩方案,并且利用砑⑾嘤ζ骷P凸菇ㄔなд嫫鳎蟹抡妫鍪褂关键词:外调制光发射机,外调制器,非线性失真,偏置控制器,预失真器利用单片机程序自动调整直流偏置电压,从而使外调制光发射机的偏置点保持在理想位置。文从理论上分析外调制光发射机在合理直流偏置下产生的三阶失真分量,并且把和未使用预失真器的结果,表明采用预失真补偿技术后,失真得到了较大的改善。
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第一章绪论国内外研究状况光纤通信技术以其频带宽、容量大、中继距离长、保密性好、抗干扰能力强等优点成为世界通信市场的主力军【。光传输技术在短短三十几年历史中,迅速的得到了发展。光纤通信系统的通常由光发射机、光纤和光接收机组成【光传输技术主要集中在光端机——光发射机和光接收机的研究上。目前光发射机按照调制方式可以分为直接调制和外调制两种类型,由于外调制和直接调制相比具有诸多优点,所以外调制技术已经成为研究的重点。但是外调制光发射机的传输特性曲线是非线性的,比如目前实用的平衡桥型铌酸锂调制器的猇曲线就是正弦曲线,这样将导致传输信号的非线性失真。因此应当采取有效的非线性抑制技术,最大程度地降低传输信号的非线性失真。模拟光接收机由光电检测器、低噪声前置放大器及其他信号处理电路组成,是一种直接检测方式。与模拟接收机相比,数字接收机更复杂,在主放大器后还有均衡滤波、定时提取与判决再生、峰值检波与自动增益控制电路。光电检测器是光接收机的第一个关键部件,其作用是把接收到的光信号转化成电信号。目前在光纤通信系统中广泛使用的光电检测器是雪崩光电二极管和獾缍ü堋S于光电检测器产生的光电流非常微弱,必须先经前置放大器进行低噪声放大,光电检测器和前置放大器合起来叫做接收机前端,其性能是决定接收灵敏度的主要目前,光纤传输技术在通信中的应用已非常广泛,通信容量已达/牧考丁光电子技术在雷达中的应用主要有信息传输,光控制和光信息处理等,虽然光电子技术在雷达上的应用虽然比在其他方面的应用起步晚,但在国外应用还是比较广在国外,许多技术人员对于模拟光传输技术进行了深入研究。国外的外调制光发射机技术已经相当成熟,并且已经应用在各种光传输网络。国外许多研究机因素。泛的。这方面的应用主要有雷达信号的光纤传输、光信息处理和微波器件的光学控制等等第一章绪论
调制器究,研制了低电压型和带宽宽型两种毫米波:光调制裂¨,其低电压调制偏压控制器家族一一甃盗校庞美从呕晁犸髦破鞯男阅堋构对调制器进行了大量的理论和实验研究,取得了一系列的成果。年美国华盛顿海军研究所的甂等人,在美国海军研究局的资助下采用切晶片,研制出了反射工作的行波干涉仪型电光调制器【浚胪导长度的常规单程干涉仪调制器相比,其驱动电压更低、带宽性能更好。年以色列通用微波公司的等人以填充浮置电极以及厚的低介电常数缓冲层的方法,研制出了工作在ǔさ腗缮嬉切透咚貺砦,驱动功率低至耆毡綨公司光电子研究所的热硕约菇峁沟绻獾髦破鹘辛舜罅康难制器性能参数为:电信号,光信号,半波电压为?泶硇偷男阅懿问#旱缧藕带宽庑藕带宽,半波电压为闎甂等人研制了宽带脊波导调制器,并与不用脊形的厚膜结构的调制器对比,证明脊结构性能占优【俊5枪谠诠獾髦器方面的研究还很少,个别单位在调制器件性能方面进行了一些相关的实验和模拟。国内研制开发铌酸锂调制器的单位有北京世维通光通讯技术有限公司,浙江德清微光元件,中科院长春物理所等。严格线性化是模拟光传输技术对器件的要求。外调制器工作时需要施加合理的直流偏置电压才能有效抑制信号传输中产生的失真。瓹在