微波光子混频技术研究

《微波光子混频技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、博士学位论文＿肇Ｉ微波光子混频技术研宄作者姓名高永胜指导教师姓名、职称文爱军教授申请学位类别工学博士学校代码10701学号1401110006分类号TN92密级公开西安电子科技大学博士学位论文微波光子混频技术研究作者姓名：高永胜一级学科：信息与通信工程二级学科：光通信学位类别：工学博士指导教师姓名、职称：文爱军教授学院：通信工程学院提交日期：2016年9月ResearchonPhotonicMicrowaveMixingTechnologiesAdissertations

2、ubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyinOpticalCommunicationsByGaoYongshengSupervisor:WenAijunTitle:ProfessorSeptember2016西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明？秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我奢人在导师指导下进行的研究工作及取得的

3、研究成果，。尽我所知除了文中特别屈以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一６与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。本人签名；：名Ｉ肢日期ｌ西安电子科技大学关于论文使用授权的说明：本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识

4、产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文学校可以公布论文的全部或部；分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证：结合学位论文研宄成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：丨｜日期：、日期：巧〇／｜摘要摘要微波混频可实现微波信号的频率上变换和下变换，是雷达、卫星、无线通信、电子侦察与对抗、深空探测等电子系统必不可缺的关键模块。它还广泛应用

5、于矢量信号调制与解调、频谱分析、相位噪声测量、自动相位控制、锁相环等系统。随着电子业务量的增加，现代电子系统在向高频段、大带宽、大动态、多功能一体化方向发展。传统微波混频技术面临带宽受限、频率可调性差、隔离度差、电磁干扰严重等电子瓶颈，逐渐难以满足未来电子系统发展需要。微波光子混频在光域实现微波混频，具有大带宽、宽频段可调谐、高隔离度、无电磁干扰等显著优势，且与其它微波信号光子学产生、传输、处理系统兼容，在未来电子系统中具有较大的应用前景，近些年来受到广泛的关注和研究。然而普通的微波光子混频技术存在变频损耗大、

6、动态范围受限、光纤传输后功率色散衰落等待解决的问题。本文面向未来电子系统发展需求，针对目前微波光子混频技术存在的技术难题，研究高变频效率、大动态范围、低本振频率需求、适用于光纤传输的微波光子混频技术，具体开展以下研究：论文第二章理论分析了微波光子混频系统中变频增益、噪声系数（NF）和无杂散动态范围（SFDR）等几个重要技术参数，概括了目前的一些优化方法。从抑制光载波、降低NF和抑制三阶交调失真（IMD3）入手，提出了采用光纤布拉格光栅（FBG）结合色散光纤来提高SFDR的调制方案，以及采用单驱动双电极马曾调制器

7、（DEMZM）结合色散光纤提高SFDR的调制方案，并分别进行了实验验证。论文第三章针对微波混频应用中高频本振信号的产生难题，研究低相噪、频率可调谐的微波本振信号的光子学产生方法，及其在微波光子谐波混频中的应用。提出了基于级联调制器的微波本振信号六倍频产生方案，以及基于双平行QPSK（DP-QPSK）调制器的微波本振信号八倍频产生方案。另外，提出了基于双平行马曾调制器（DPMZM）、高变频增益的微波光子二次谐波混频系统，并进行了实验验证。论文第四章将微波光子混频和模拟光链路结合，实现混频信号的长距离光纤传输，并对

8、光纤色散可能引起的周期性功率衰落进行了研究。提出了基于萨格奈克（Sagnac）环中相位调制器（PM）双向工作的新型双边带调制方案，补偿色散引起的周期性功率衰落。接着提出了基于Sagnac环中DEMZM双向调制的混频和传输方案，在提高变频效率的同时实现混频信号的无功率衰落传输。另外提出了基于偏振复用马曾调制器（PDM-MZM）的混频和传输方案，可实现混频信号的多通道不同距离的光纤传输，通