RoF光收發(fā)模塊的設(shè)計與測試.pdf

1、光載射頻傳輸（RoF）技術(shù)結(jié)合了無線通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)，它利用了光纖通信體積小、重量輕、帶寬達的優(yōu)點，使用模擬光纖鏈路來傳輸射頻信號，在無線通信、雷達等系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。光收發(fā)模塊是RoF鏈路中完成光電轉(zhuǎn)換的重要部件，光收發(fā)模塊的優(yōu)劣決定了RoF鏈路的性能。應(yīng)用于雷達系統(tǒng)中的直接調(diào)制RoF傳輸鏈路的帶寬要求為18GHz，因此，研究高頻性能優(yōu)越、集成度高、體積小的光收發(fā)模塊具有重要意義。
　　半導(dǎo)體激光器和探測器、封裝結(jié)構(gòu)

2、的頻率響應(yīng)特性，外圍輔助電路的穩(wěn)定性等，都會對光收發(fā)模塊的高頻性能產(chǎn)生影響，為此，本文針對高速光收發(fā)模塊開展了以下工作：
　　1.使用有制冷的TOSA封裝管殼，針對單端驅(qū)動信號重新定義了管殼中的引腳，設(shè)計了管殼引腳與芯片載體的金絲連接。針對半導(dǎo)體激光器芯片高速載體，設(shè)計了載體的布局結(jié)構(gòu)及尺寸，保證了激光器等器件的固定及連接的穩(wěn)定性，設(shè)計了載體上共面波導(dǎo)的傳輸線結(jié)構(gòu)、共面波導(dǎo)與電極之間用于阻抗匹配的薄膜電阻。建立了封裝寄生參數(shù)的仿真

3、電路模型，分析了封裝結(jié)構(gòu)以及金絲連接等引入的寄生參數(shù)對高頻性能的影響，仿真結(jié)果表明，封裝結(jié)構(gòu)及載體的射頻傳輸性能良好，在2GHz-18GHz的頻帶范圍內(nèi)S11參數(shù)小于-14.58dB。
　　2.對光收發(fā)模塊的外圍輔助電路進行了改進，使用IC-WJZ芯片實現(xiàn)激光器的驅(qū)動及自動功率控制功能，從電路復(fù)雜程度、溫控精度、穩(wěn)定時間等方面對比分析了ADN8830和 LTC1923兩種溫度控制方案的優(yōu)缺點，最終選擇了溫控精度高、穩(wěn)定時間短的AD

4、N8830方案，使用低壓差電壓調(diào)節(jié)器LM1117為光電探測器提供穩(wěn)定的驅(qū)動電壓。
　　3.對光收發(fā)模塊參數(shù)及RoF鏈路的傳輸性能進行了測試，激光器的發(fā)光效率為0.1373mW/mA，鏈路傳輸性能基本滿足要求，在10MHz~18GHz的頻帶范圍內(nèi)，鏈路增益約為-32dB，鏈路增益的平坦度約為±4.5dB。
　　本文設(shè)計了體積小集成度高的光收發(fā)模塊，在模塊結(jié)構(gòu)、封裝等方面進行了改進，提高了光收發(fā)模塊的高頻性能，為減小RoF鏈路體