光鎖相環(huán)環(huán)路設(shè)計與仿真研究.pdf

1、星間通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，要求通信系統(tǒng)實現(xiàn)更高的帶寬，數(shù)據(jù)率和傳輸距離。激光通信相對于傳統(tǒng)的微波通信體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。相干光通信技術(shù)可以提高接收靈敏度，增強信號傳輸?shù)目垢蓴_能力，適合光信號的長距離傳輸，在空間光通信領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用價值。光頻鎖相環(huán)作為相干光通信的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)本振波與信號波相位同步，具有很大的發(fā)展空間與研究價值。
　　本文以1064nm相干光通信為課題背景，對光頻鎖相環(huán)技術(shù)進行了深入的研究。針對光頻鎖相環(huán)的特點，結(jié)

2、合對于環(huán)路系統(tǒng)性能的相關(guān)要求，進行了環(huán)路設(shè)計。設(shè)計了相應(yīng)的機制將本地激光器的兩種頻率調(diào)諧方式有機的結(jié)合起來，并且設(shè)計了程序?qū)崿F(xiàn)了系統(tǒng)的優(yōu)化。
　　本文首先介紹了相干光通信系統(tǒng)以及鎖相環(huán)技術(shù)的背景與特點。結(jié)合傳統(tǒng)鎖相環(huán)技術(shù)理論，對幾種常用的光頻鎖相環(huán)的工作原理進行了介紹與分析。隨后對光頻鎖相環(huán)中的重要部件，可調(diào)諧激光器和環(huán)路濾波器進行了介紹。區(qū)別于傳統(tǒng)鎖相環(huán)系統(tǒng)中的壓控振蕩器，文章對課題所采用的環(huán)形激光器的結(jié)構(gòu)，工作原理以及頻率調(diào)諧

3、機理進行了較為詳細的介紹，并結(jié)合理論推導(dǎo)，就環(huán)路濾波器對系統(tǒng)性能的影響做了詳細的分析。結(jié)合實驗條件，為選擇環(huán)路濾波器提供了理論依據(jù)。從鎖相環(huán)的原理入手，搭建模型對光頻鎖相環(huán)系統(tǒng)進行仿真分析。針對可調(diào)諧激光器的工作特點，設(shè)計了環(huán)路頻率控制機制，并且結(jié)合理論分析，搭建實驗平臺，最終在環(huán)路總增益為2.7MHz的條件下，實現(xiàn)了鎖相環(huán)路系統(tǒng)短時間的相位鎖定，并對系統(tǒng)參數(shù)對環(huán)路相位鎖定性能的影響，以及不同的環(huán)路失鎖的類型進行了相關(guān)的分析。此外對環(huán)路