基于電光外調(diào)制的高倍頻微波信號(hào)光子學(xué)生成研究與實(shí)驗(yàn).pdf

1、近年來(lái)，隨著電子戰(zhàn)、雷達(dá)以及下一代通信等應(yīng)用中采用的微波頻段節(jié)節(jié)攀升，傳統(tǒng)電域的微波產(chǎn)生方法由于受到“電子瓶頸”的制約，難以獲得高頻微波信號(hào)，微波光子學(xué)的發(fā)展為微波生成技術(shù)提供了一種新的思路。利用光子學(xué)技術(shù)生成微波信號(hào)，其頻率高，穩(wěn)定性和可調(diào)諧性更好。本文主要就微波信號(hào)的光子學(xué)產(chǎn)生方法展開(kāi)理論和實(shí)驗(yàn)研究，主要工作如下:
　　(1)首先介紹了馬赫曾德?tīng)栯姽庹{(diào)制器(Mach-Zehnder Modulator, MZM)的工作原理和調(diào)

2、制特性，從小信號(hào)調(diào)制和大信號(hào)調(diào)制兩個(gè)方面詳細(xì)分析了MZM調(diào)制器的調(diào)制特性，進(jìn)而探索了利用級(jí)聯(lián)調(diào)制器結(jié)構(gòu)生成4、6、8倍頻微波信號(hào)的原理?；诶碚摲治黾跋嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于外調(diào)制的倍頻方案能夠借助低頻電驅(qū)動(dòng)信號(hào)得到高頻微波信號(hào)，可調(diào)諧性和穩(wěn)定性好。
　　(2)提出了一種基于級(jí)聯(lián)調(diào)制器和四波混頻效應(yīng)的24倍頻微波信號(hào)產(chǎn)生方法，并展開(kāi)理論與實(shí)驗(yàn)研究。該方案采用兩個(gè)MZM級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，在大信號(hào)調(diào)制下，利用調(diào)制非線性產(chǎn)生多個(gè)諧波分量，然后通過(guò)

3、調(diào)節(jié)調(diào)制深度和調(diào)制信號(hào)的初始相位，在無(wú)需濾波的情況下能夠得到兩個(gè)光邊帶信號(hào);同時(shí)結(jié)合高非線性光纖的三階超快非線性作用，實(shí)現(xiàn)了更高次諧波分量的產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)濾波得到了拍頻所需的兩個(gè)12階光邊帶。文中通過(guò)搭建仿真與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率在11～12 GHz調(diào)節(jié)時(shí)，成功地獲得了頻率間隔為264～288GHz的高頻微波信號(hào)對(duì)應(yīng)的光譜，仿真結(jié)果顯示拍頻后的諧波抑制效果均達(dá)到了35dB。
　　(3)提出了一種基于單個(gè)偏振調(diào)制器(Polariz

4、ation Modulator, PolM)和光交錯(cuò)濾波器的八倍頻微波信號(hào)產(chǎn)生方法，并展開(kāi)理論與實(shí)驗(yàn)研究。在大信號(hào)調(diào)制下，由于偏振調(diào)制器的調(diào)制非線性會(huì)產(chǎn)生多個(gè)高次諧波分量，通過(guò)調(diào)節(jié)偏振控制器，使得偏振片僅輸出偶數(shù)階諧波分量;通過(guò)選取合適的調(diào)制深度，使得光功率主要集中在四階邊帶上，然后采用光交錯(cuò)濾波器進(jìn)一步濾除光載波及其它高次諧波（雜波）。文中利用MATLAB仿真繪制出了調(diào)制后產(chǎn)生的各次諧波分量的功率和調(diào)制深度的關(guān)系曲線，分析并找出了使雜