RoF光收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)與測(cè)試.pdf

1、光載射頻傳輸（RoF）技術(shù)結(jié)合了無(wú)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(dá)的優(yōu)點(diǎn)，使用模擬光纖鏈路來(lái)傳輸射頻信號(hào)，在無(wú)線通信、雷達(dá)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(dá)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(cè)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(huì)對(duì)光收發(fā)模塊的高頻性能產(chǎn)生影響，為此，本文針對(duì)高速光收發(fā)模塊開(kāi)展了以下工作：
　　1.使用有制冷的TOSA封裝管殼，針對(duì)單端驅(qū)動(dòng)信號(hào)重新定義了管殼中的引腳，設(shè)計(jì)了管殼引腳與芯片載體的金絲連接。針對(duì)半導(dǎo)體激光器芯片高速載體，設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)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(duì)光收發(fā)模塊的外圍輔助電路進(jìn)行了改進(jìn)，使用IC-WJZ芯片實(shí)現(xiàn)激光器的驅(qū)動(dòng)及自動(dòng)功率控制功能，從電路復(fù)雜程度、溫控精度、穩(wěn)定時(shí)間等方面對(duì)比分析了ADN8830和 LTC1923兩種溫度控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇了溫控精度高、穩(wěn)定時(shí)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(cè)器提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電壓。
　　3.對(duì)光收發(fā)模塊參數(shù)及RoF鏈路的傳輸性能進(jìn)行了測(cè)試，激光器的發(fā)光效率為0.1373mW/mA，鏈路傳輸性能基本滿(mǎn)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(jì)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(jìn)行了改進(jìn)，提高了光收發(fā)模塊的高頻性能，為減小RoF鏈路體