微波光子学中新型调制技术的研究开题报告

 2022-12-07 11:12

1. 研究目的与意义

背景:微波光子学在20世纪70年代被首次提出,它是与微波的发展和光学的发展同步进行的。微波和光学的逐步融合,成为当时研究的话题,随之产生一个交叉的学科,即微波光子学。微波光子学最初的应用背景是有线电视网,采用光纤来传输模拟电视信号。逐步地到20世纪末,微波光子学主要被关注于它是否能被用于无线通信,即人们称之为Radio Over Fiber(ROF)的应用。纵观各种通信技术和业务需求的发展方向,实现宽带化、无线化、个人化、分组化以及多业务网络的融合成为全球通信网络的发展目标使得宽带无线信号和载波频率向高频毫米波如一扩展的需求日益迫切。因此,系统利用光纤技术将光纤网络的巨大容量和无线接入网络的适应性与移动性有机结合,可综合传送各种无线业务信息,为宽带无线网络提供“最后一公里,,无缝接入,以实现真正意义的“任何人、任何时间,于任何地点,以任何形式通信”的需求。它具有低损耗,高带宽,更广的蜂窝覆盖,不受无线频率干扰的特点,比起无线系统来说,基站的结构更加简单,易于操作,实用性更强,使用光纤链路传输射频毫米波信号用于无线通信,雷达等系统中,是目前学术界的研究热点。

目的:卫星遥感、深空探测、电子对抗以及基础科学研究等领域的发展,促进着微波系统向着高频、宽带、大动态范围、广域覆盖等方向发展。传统的微波系统在微波信号的生成、分配、控制、处理等方面面临巨大挑战。微波光子学是研究微波和光波相互作用规律及应用的一门新兴学科,它利用光子学方法产生、分配、控制与处理宽带毫米波信号,被普遍认为是应对上述重大挑战的有效途径。

意义:该技术结合了光纤通信的高带宽、低损耗、抗电磁干扰和无线通信的高移动性、接入灵活性等优点,并且可以在现有光纤接入网络上直接传输毫米波信号,无需重复铺设光纤,在很大程度上节省了运营商的投资。凭借以上优点,光载无线通信(ROF)技术将会成为未来宽带无线接入发展的有力竞争技术。

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2. 研究内容与预期目标

主要研究内容:光载无线通信(ROF)技术在未来宽带无线通信系统中有着广泛应用。近年来,国内外的研究机构都对ROF系统中的关键技术进行了深入研究,在光毫米波生成、新型调制器结构、微波光子信号处理等方面有着大量的积累。本论文在大量分析前辈研究工作的基础上,对基于外部调制的新型光调制和光生毫米波技术进行了更加深入的研究和分析。

采用数学方法分析了LN-MZ电光调制器的光生毫米波原理,对光电检测理论和光线色散理论进行了分析,并详细介绍了DSB、SSB和OCS三种常用外调制光生毫米波技术的原理。

预期目标:对方案进行理论分析和仿真分析,并验证方案的可行性。

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3. 研究方法与步骤

研究方法、步骤:

1.利用仿真软件VPI transmissionMaker 8.3对所提方案的系统性能进行仿真分析。

2.对每次方案的实施进行方案总结,以便下次调制的顺利进行。

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4. 参考文献

[1]徐坤,李建强.面向宽带无线接入的光载射频系统.北京:电子工业出版社,2009.

[2]A. J. Seeds. Microwave photonics. Microw. Theory Tech. 2002, 3, 50. 877-887.

[3]W. S. C. Chang. RF Photonic Technology in Optical Fiber Links. Cambridge, U.K.: Cambridge Univ. Press, 2002. 1-6.

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5. 工作计划

(1)2022年1月19日-2022年3月6日查阅资料,填写开题报告,完成外文资料的翻译;

(2)2022年3月7日-2022年3月20日熟悉VPI仿真环境, 研究VPI仿真方法;

(3)2022年3月21日-2022年3月31日研究新型调制技术在光载无线通信中的传输性能;

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