【摘 要】
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微波频率梳(MFC)能够提供多频微波信号,并且具有强大的穿透力、精确的谱线间距和较宽的频带范围等优点,因此在宽带无线通信、雷达制导和遥感探测等领域应用广泛。如何产生带宽宽、平坦度好、功率高的高性能微波频率梳,一直是国内外学者研究的热点。微波频率梳的产生方案主要有电学和光学两种方式,其中基于光学方式产生微波频率梳技术可以克服电子瓶颈问题,具有电学方式产生微波方式无法比拟的优势,能获得高频微波频率梳,
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微波频率梳(MFC)能够提供多频微波信号,并且具有强大的穿透力、精确的谱线间距和较宽的频带范围等优点,因此在宽带无线通信、雷达制导和遥感探测等领域应用广泛。如何产生带宽宽、平坦度好、功率高的高性能微波频率梳,一直是国内外学者研究的热点。微波频率梳的产生方案主要有电学和光学两种方式,其中基于光学方式产生微波频率梳技术可以克服电子瓶颈问题,具有电学方式产生微波方式无法比拟的优势,能获得高频微波频率梳,且梳线间距易于调谐,受到了广大学者们的关注。本文提出了一种基于双偏振正交相移键控(DP-QPSK)调制回路产生微波频率梳方案,并对其进行了深入研究。具体研究内容如下:首先介绍了DP-QPSK调制器的工作原理,建立了其完善的理论模型,理论推导了激光经过DP-QPSK调制器产生2条、3条、4条谱线时的工作条件,并利用光通信系统设计软件Optisystem进行仿真,分别得到了光经过DP-QPSK调制器产生2条、3条、4条谱线输出。然后建立了基于DP-QPSK调制回路产生的微波频率梳完善的理论模型,并利用Optisystem对该方案进行了仿真研究,研究了激光器的线宽、输入功率、射频驱动信号RF和光电探测器的响应度对微波频率梳信号的影响。研究结果表明:调节射频驱动信号RF的频率能够实现微波频率梳的可调谐,提高了灵活性;合理设置输入光信号的线宽和光电探测器的响应度等参数,能够提高微波频率梳的性能。通过优化,在DP-QPSK调制器产生2条、3条或4条谱线的工作条件下,分别实现了高性能微波频率梳,频谱带宽达300GHz、平均功率为21.7dBm、平坦度为0.1dB。提出的基于DP-QPSK调制回路产生微波频率梳具有超平坦、宽带宽、高功率、可调谐等优点,有望应用于宽带无线通信、雷达制导和遥感探测等领域中。
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