【摘 要】
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随着微波光子学的发展,近些年,微波光子学的一个重要应用就是光载无线通信技术,通过将微波通信与光纤通信进行结合,使得微波在光纤中实现了低损耗传输。但是在微波光子链路当中,由于光纤色散的影响,经过调制的光信号在经过光纤传输之后,会产生周期性的功率衰落,使输出的RF信号在某些特定的频率点产生严重的凹陷,引起信号的失真,严重的影响了微波光子宽带移相系统的性能,因此如何抑制光纤中产生的色散是目前提升系统性能
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随着微波光子学的发展,近些年,微波光子学的一个重要应用就是光载无线通信技术,通过将微波通信与光纤通信进行结合,使得微波在光纤中实现了低损耗传输。但是在微波光子链路当中,由于光纤色散的影响,经过调制的光信号在经过光纤传输之后,会产生周期性的功率衰落,使输出的RF信号在某些特定的频率点产生严重的凹陷,引起信号的失真,严重的影响了微波光子宽带移相系统的性能,因此如何抑制光纤中产生的色散是目前提升系统性能的一个重要的研究方向。本文从如何避免光纤色散引起周期性功率衰落为出发点,介绍了了三种宽带色散免疫技术方案。对其工作原理进行了数学分析,并搭建了相应的实验系统平台并进行了性能测试,其中前两种方案进行了仿真实验验证,最后一种方案搭建了微波光子链路并进行实验验证。本文的主要工作如下:（1）对基于希尔伯特变换的宽带色散免疫技术进行仿真验证,在2-24GHz频率范围内,未受到周期性功率衰落的影响,均实现了稳定的幅频响应,并且该性能不会受到光纤长度的影响。理想情况下,当输入的RF信号之间的相位差偏离理想偏置点偏离±15°时,其输出RF信号的功率波动不会超过±2dB,当其中一个MZM的直流偏置电压偏离理想偏置点±20°时,其输出的RF信号的功率波动不会超过±2dB,当两个MZM之间存在延时差时,并且延时差为0.05ms时,其功率波动最大仅为9.3dB。通过双音信号的测量,证明了该方案与传统方案相比,其基频信号与三阶交调之比提升了 18.75dB,并且最后系统输出的无杂散动态范围也提升了 14.8dB。（2）对基于DSB的宽带色散免疫移相技术进行仿真验证,该方案基于方案一继续深入研究,MZM1和MZM2均实现了 DSB调制,并通过引入OSP（Optical Spectrum Processor）实现对输出RF信号的相位进行控制,可以实现0-360°全范围移相,并且在14-25GHz频率范围内均可以实现稳定的幅频响应输出,其频率波动不超过±0.5dB,并且由于OSP是一个特殊的凹陷滤波器,因此将经过OSP处理后的光信号使用Pol检偏之后,其正负一阶边带进行拍频,可以生成一个二倍频信号。该方案极大的提升了系统的灵活性。（3）对基于CS-DSB的可调光载波边带比宽带色散免疫移相技术进行实验验证,该方案使用DP-DPMZM,使用载波相移和双通道叠加技术实现了稳定的幅频响应输出,通过对x-DPMZM和y-DPMZM的主调制器的直流偏置电压进行调节,输出的RF信号可以实现0-360°全范围移相,并且在5-25GHz频率范围内,其绝对幅频响应波动不超过±2dB,通过调整MZM2和MZM4的直流偏置电压,在保证V2=V4的前提下,从0-Vπ进行调节,可实现载波从-34.91dB 到-1.51dB 变换,从而控制了的 OCSR（Optical Carrier to Sideband Radio）,进而可以对系统的输出RF信号的功率进行控制,该方案相比于传统的DSB调制方案,实现了相对稳定的幅频响应输出,通过双音信号测量,其基频信号与三阶交调交调信号之比提升了约10dB,相比于传统方案的功率衰落点,其基频信号与三阶交调之比提升了 28.1dB。
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