基于微波光子技術(shù)的微波信號參數(shù)提取.pdf

1、微波光子學(xué)作為一門交叉學(xué)科，以其系統(tǒng)和器件獨特的優(yōu)勢（例如，低損耗、重量輕、高帶寬、尺寸小、強抗電磁干擾和頻率響應(yīng)比較穩(wěn)定等），被廣泛的應(yīng)用于信號處理、民用通信、國防軍事、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。尤其是近年來隨著各種場景下采用的頻段不斷加大，微波光子技術(shù)在信號處理尤其是高速信號處理方面的應(yīng)用也愈加廣泛。本文針對通信中接收端微波信號的參數(shù)提取問題，設(shè)計了一種基于OEO(Optoelectronic oscillator

2、)的微波信號載頻提取的方法，同時設(shè)計了一種基于光子學(xué)的遠(yuǎn)程分布式微波信號接收的碼元速率估計方法。具體研究內(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)計了一種針對含有數(shù)據(jù)信息微波信號進行載頻提取的方法。首先，將接收到的微波信號對光載波進行載波抑制單邊帶調(diào)制，輸出的光信號作為頻移后的光載波經(jīng)PM進入OEO環(huán)內(nèi)進行載頻提取;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，將光載波波長設(shè)置在SBS的損耗譜最低點，系統(tǒng)可使要恢復(fù)的載頻信號在模式競爭中占有優(yōu)勢，當(dāng)OEO穩(wěn)定振蕩時最終實現(xiàn)載頻的提取和數(shù)據(jù)信息的抑制。實驗驗證了未加數(shù)字信號時對10GHz和9.1GHz的微波信號進行提取時方案的正確性，并通過對比載頻分別為10GHz、20GHz，5Mbit/s的PRBS時OEO開環(huán)和閉環(huán)的仿真結(jié)果，證明了方案可以對一定帶寬范圍內(nèi)含有數(shù)據(jù)信息的微波信號

4、進行載頻提取，且無需調(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)計了對接收的分布式微波信號進行碼元速率估計的方法。首先，遠(yuǎn)程終端將接收的微波信號經(jīng)電光調(diào)制器對連續(xù)激光源進行載波抑制雙邊帶調(diào)制，生成攜帶微波信號的兩個光邊帶信號;此光信號經(jīng)光纖鏈路傳輸至中心站在光域濾除其中一個邊帶;其次，進行光電探測，通過分析電頻譜的諧波實現(xiàn)微波信號碼元速率估計。仿真成功地從60GHz的微波信號中提取出0.8Gbaud和6 GBaud的二