北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
提出了一种基于两个并行相位调制器产生正交频分复用(OFDM)矢量毫米波信号的实现方案。与已有的方案相比,所提方案仅需要两个相位调制器,既不需要复杂的电路来控制调制器的直流偏置,也无需采用预编码技术,大幅降低了发射机的复杂度和系统成本。OFDM矢量信号和射频(RF)信号均采用数字信号处理(DSP)模块产生,以保证RF信号频率的灵活调节。在DSP模块中,通过对上变频后的OFDM矢量信号和无调制RF信号进行希尔伯特变换得到双单边带电信号,并将其加载到相位调制器上。采用光交错滤波器滤除光载波,在接收端用一个高速的光电探测器通过拍频得到OFDM矢量毫米波信号。基于所提方案,采用MATLAB和商业光通信仿真软件搭建了仿真平台,得到了50 GHz正交相移键控调制的OFDM矢量毫米波信号,并分析了测量结果与接收光功率和相位差偏移的关系。结果表明,该传输系统的误码率小于硬判决前向纠错门限(3.8×10 -3),这说明OFDM矢量毫米波信号的产生方案是可行的。
光通信 矢量毫米波产生 正交频分复用 相位调制器 希尔伯特变换 单边带调制 光学学报
2020, 40(18): 1806006
为了克服电混频器的瓶颈, 实现大带宽的信号混频, 提出了一种基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器的微波光子混频方案。通过调节调制器的6个直流偏置电压进行载波抑制单边带调制, 射频(RF)信号和本振(LO)信号分别注入调制器, 相互隔离, 各自调制, 且在2个相互正交的偏振态上传输, 最后经偏振控制器和检偏器调整到同一偏振态上进行拍频, 上、下变频模式的切换只需要改变其中一个直流偏置电压。仿真与实验表明: 该方案切实可行, 输入的RF频率在11~25 GHz时, 输出的上变频或下变频信号的RF杂散抑制比不低于25 dB, 频谱纯度高, 可调谐性好, 变频模式之间切换方便, 系统的RF/LO隔离度达到-49 dB。
光通信 微波光子 载波抑制单边带调制 双偏振双平行马赫-曾德尔调制器 混频 optical communication microwave photonics carrier-suppression single sideband modulation dual polarization double parallel Mach-Zehnder mod frequency mixing
南京航空航天大学 电子信息工程学院, 南京 210016
新一代光信息系统(光通信、光传感、光处理等)迫切要求光子器件能够对光信号进行多维度(幅度、相位、偏振等)和高精细操控, 对这些光子器件的多维光谱响应进行精确测量已成为相关领域创新和取得突破的前提。然而, 目前国内外尚无光矢量分析仪表能测量具有飞米级别频谱操控精度光器件的频谱响应。一种实现超高分辨率光矢量分析的有效途径是: 采用微波光子技术将粗粒度的光域波长扫描转换成超高分辨率的微波频率扫描, 辅以高精度电幅相检测, 进而实现光器件多维光谱响应的超高分辨率测量。然而, 该光矢量分析技术仍面临测量范围较窄、动态范围较小和测量误差较大这三个关键挑战。深入分析了这三个关键挑战, 并讨论相关的测量范围拓展技术、动态范围增强技术和测量误差消除技术。此外, 探讨了该技术的未来发展趋势。
光矢量分析 光单边带调制 微波光子学 频谱响应测量 超高分辨率 optical vector analysis optical single-sideband modulation microwave photonics frequency response measurement ultra-high resolution
提出一种基于单光频梳的简单, 灵活和稳定的变频方法。该方法使用了双偏振正交移相器, 该调制器是一种集成调制器, 集成了两个双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM), 其中一个DPMZM作为光频梳产生器, 另一个进行载波抑制单边带调制产生单边带信号。从该调制器输出的信号是一个正交的耦合信号, 在偏振控制器和偏振片的控制下, 被转化为一个具有固定偏振角的信号, 最后送入光电探测器实现微波信号的产生。仿真结果表明, 通过适当调整该集成调制器中6个直流偏置点和外接的移相器, 可以实现多频段变频。比如C波段3.8 GHz的信号可以被变频到X, Ku, K和Ka波段; X波段9.6 GHz的信号可以被下变频到C波段同时也可以被上变频到Ku, K, Ka波段。除此之外, 整个系统体现出对直流偏置点漂移的良好适应性, 具有很好的可操作性。
光学器件 微波光子 载波抑制单边带调制 光频梳 多频段变频 变频性能
1 北京交通大学 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学 光波技术研究所, 北京 100044
3 青岛农业大学 科学与信息学院, 山东 青岛 266109
提出了一个基于偏振调制的最佳接收灵敏度ROF链路系统。其根本原理在于实现具有最佳光载波边带比(OCSR)的光单边带调制技术, 为此, 利用偏振调制和滤波技术, 线偏光首先经由一个特定偏振角α进入偏振调制器, 然后一个固定起偏角β的起偏器被用来合并偏振信息, 最后利用一个光滤波器实现光双边带调制到光单边带调制的转换。研究发现所获得的OCSR只与两个偏振角(α和β)有关, 通过仔细调节上述指标, 可以将OCSR调谐至最佳值0 dB。利用仿真验证了上述结论, 仿真发现通过将OCSR调谐至最佳值将大大提高ROF链路的接收灵敏度。
微波光子 微波光子链路 接收灵敏度 光单边带调制 光载波边带比 microwave photonic radio-over-fibre link receiver sensitivity optical single sideband modulation optical carrier-to-sideband ratio 红外与激光工程
2016, 45(6): 0617004
1 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
2 万马科技股份有限公司, 浙江 临安 311306
扫频光源(FSOS)在光通信、光传感和光成像等领域得到广泛应用，其扫频宽度和扫频速度直接影响了这些应用的性能。提出了一种明显改善扫频激光光源扫频范围和扫频速度的新方法，在移频环路中引入单边带调制，增强扫频电光调制，产生高阶稳定的光梳，从而在保证相同线性度和窄线宽条件下，利用窄带的扫频电信号获得宽的光扫频范围。利用200 MHz的射频扫频宽度得到约11.44 GHz的光扫频宽度，扩频约57倍，由于每次扫频时间相同，扫频速度也提高约57倍。
光纤光学 扫频范围 单边带调制 移频环路 光梳
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室，北京 100044
提出了一个利用相移超结构光栅构建的典型ROF单边带调制系统。改变倾斜角，光栅就会呈现不同的传播特性。将不同的相移插入光栅的不同位置就会得到不同的透射谱特性。因此该光栅可视为滤波器应用于单边带调制系统中。反射谱的负斜率特性使得低阶边带会经历更高的衰减。所以，仅仅使用一个相移超结构光栅就可以简单地实现双边带到载波单边带的转换。与此同时，还可以通过改变光栅的倾斜角优化光载波抑制比。在实验中，60 GHz的毫米波信号产生的同时光载波抑制比也由33.02 dB优化到1.31 dB，经过30 km光纤传输后的最小误码率可以达到1.966e-44，所以仅仅通过一个相移超结构光栅就可以大大提高链路性能。
光载无线 相移超结构光栅 透射谱 单边带调制 radio over fiber phase-shifted fiber Bragg grating transmission spectrum single-sideband modulation 红外与激光工程
2016, 45(2): 0222001
1 北京交通大学光波技术研究所, 北京 100044
2 青岛农业大学理学与信息学院, 山东 青岛 266109
提出了一种基于长周期光纤光栅(LPFG)载边比(CSR)连续可调的单边带调制光载无线通信(RoF)系统。其核心单元是由偏振控制器(PC)、偏振分束器(PBS)、两个平行的长周期光纤光栅和偏振合束器(PBC)构成的载边比调节单元。通过调节偏振控制器输出的偏振角度，就可以实现载边比的连续可调。进一步分析了调制指数、长周期光纤光栅透射率峰值和马赫曾德尔调制器消光比对载边比的影响。仿真结果与理论分析结果具有很好的一致性。经40 km标准单模光纤(SMF)传输后的仿真实验表明，当载边比由13.22 dB调节到5.4 dB后，系统灵敏度提高了5.7 dB。
光纤光学 光载无线通信 载边比调节 单边带调制 长周期光纤光栅
北京交通大学 光波技术研究所, 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
介绍了单边带调制微波毫米波生成技术研究的背景及意义, 综述了几种主要的单边带调制微波毫米波生成技术方案, 包括移相法、滤波法、非线性效应法, 以及在此基础上的改进方法, 如应用于ROF系统中基于谐波抑制的新型单边带调制方案、应用超窄双传输峰光纤光栅实现光学单边带调制等。还介绍了两种新型单边带调制生成微波毫米波技术, 包括基于极性反转电光调制器的单边带调制技术以及新型光学注入锁定单边带调制实验系统
光纤无线通信 光生微波毫米波发生器 单边带调制 光纤光栅 radio over fiber single-sideband modulation optical generation technology of microwave-millime optical fiber grating
