基于微波光子技術(shù)的微波信號(hào)參數(shù)提取.pdf

1、微波光子學(xué)作為一門(mén)交叉學(xué)科，以其系統(tǒng)和器件獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)（例如，低損耗、重量輕、高帶寬、尺寸小、強(qiáng)抗電磁干擾和頻率響應(yīng)比較穩(wěn)定等），被廣泛的應(yīng)用于信號(hào)處理、民用通信、國(guó)防軍事、航空航天和醫(yī)療等領(lǐng)域并發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。尤其是近年來(lái)隨著各種場(chǎng)景下采用的頻段不斷加大，微波光子技術(shù)在信號(hào)處理尤其是高速信號(hào)處理方面的應(yīng)用也愈加廣泛。本文針對(duì)通信中接收端微波信號(hào)的參數(shù)提取問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于OEO(Optoelectronic oscillator

2、)的微波信號(hào)載頻提取的方法，同時(shí)設(shè)計(jì)了一種基于光子學(xué)的遠(yuǎn)程分布式微波信號(hào)接收的碼元速率估計(jì)方法。具體研究?jī)?nèi)容、方法及結(jié)果如下:
　　(1)基于OEO的高Q因子、頻譜純度高且具有選頻和放大等特性，設(shè)計(jì)了一種針對(duì)含有數(shù)據(jù)信息微波信號(hào)進(jìn)行載頻提取的方法。首先，將接收到的微波信號(hào)對(duì)光載波進(jìn)行載波抑制單邊帶調(diào)制，輸出的光信號(hào)作為頻移后的光載波經(jīng)PM進(jìn)入OEO環(huán)內(nèi)進(jìn)行載頻提取;其次，在OEO環(huán)中采用受激布里淵散射效應(yīng)(SBS)產(chǎn)生的具有極窄帶

3、寬的損耗譜等效于高Q微波光子濾波器，代替?zhèn)鹘y(tǒng)環(huán)路中的電帶通濾波器，將光載波波長(zhǎng)設(shè)置在SBS的損耗譜最低點(diǎn)，系統(tǒng)可使要恢復(fù)的載頻信號(hào)在模式競(jìng)爭(zhēng)中占有優(yōu)勢(shì)，當(dāng)OEO穩(wěn)定振蕩時(shí)最終實(shí)現(xiàn)載頻的提取和數(shù)據(jù)信息的抑制。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了未加數(shù)字信號(hào)時(shí)對(duì)10GHz和9.1GHz的微波信號(hào)進(jìn)行提取時(shí)方案的正確性，并通過(guò)對(duì)比載頻分別為10GHz、20GHz，5Mbit/s的PRBS時(shí)OEO開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的仿真結(jié)果，證明了方案可以對(duì)一定帶寬范圍內(nèi)含有數(shù)據(jù)信息的微波信號(hào)

4、進(jìn)行載頻提取，且無(wú)需調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)器件的參數(shù)。
　　(2)利用微波光子技術(shù)特性設(shè)計(jì)了對(duì)接收的分布式微波信號(hào)進(jìn)行碼元速率估計(jì)的方法。首先，遠(yuǎn)程終端將接收的微波信號(hào)經(jīng)電光調(diào)制器對(duì)連續(xù)激光源進(jìn)行載波抑制雙邊帶調(diào)制，生成攜帶微波信號(hào)的兩個(gè)光邊帶信號(hào);此光信號(hào)經(jīng)光纖鏈路傳輸至中心站在光域?yàn)V除其中一個(gè)邊帶;其次，進(jìn)行光電探測(cè)，通過(guò)分析電頻譜的諧波實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)碼元速率估計(jì)。仿真成功地從60GHz的微波信號(hào)中提取出0.8Gbaud和6 GBaud的二