基于相位調(diào)制的光子學(xué)瞬時(shí)微波頻率測(cè)量研究

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1、國內(nèi)圖書分類號(hào)：TN929．11國際圖書分類號(hào)：621．3西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文密級(jí)：公開年姓專二零一四年三月ClassifiedIndex：TN929．11U．D．C：621．39SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisPHOTONICINSTANT八NEOUSMICROⅥ給VEFREQUENCYMEASUREMENTBASEDONPHASEMODULATIONGrade：201lCandidate：HuiXiaAcademicDegreeAppliedfor：

2、MasterSpecialty：CommunicationandInformationSystemSupervisor：Prof．WeiPanMarch，2014西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1．保密口，在年解密后適用本授權(quán)書；2．不保密

3、剛使用本授權(quán)書。(請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”)學(xué)位論文作者簽名：夏慧日期：)。k‘、太指導(dǎo)老師簽名：、、1日期：沏I乍6．弓o西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文主要工作(貢獻(xiàn))聲明本人在學(xué)位論文中所做的主要工作或貢獻(xiàn)如下：1．設(shè)計(jì)并實(shí)施了針對(duì)大信號(hào)調(diào)制的微波光子頻率測(cè)量方案。在大信號(hào)調(diào)制下，微波信號(hào)通過相位調(diào)制器加載到光載波上，之后該相位調(diào)制信號(hào)等分為兩路，分別通過兩路長度不同的色散光纖，實(shí)施相位調(diào)制．強(qiáng)度調(diào)制轉(zhuǎn)換；進(jìn)而分別測(cè)量PD輸出的一階諧波(FOH)和直流分量(DC)，在微波頻率與功率比之間建立關(guān)系。在此過程中，大信號(hào)調(diào)制產(chǎn)

4、生的較大的調(diào)制指數(shù)可以完全消除掉，由此實(shí)現(xiàn)了大信號(hào)調(diào)制下的微波光子頻率測(cè)量。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了大信號(hào)調(diào)制情況下微波光子頻率測(cè)量方案的效果，在7．13GHz的測(cè)量范圍內(nèi)，誤差低于±0．3GHz。2．基于色散所致微波功率衰減效應(yīng)設(shè)計(jì)了一種微波光子瞬時(shí)頻率測(cè)量改進(jìn)方案。方案中采用四路色散光纖的結(jié)構(gòu)，并對(duì)光纖長度進(jìn)行合理的優(yōu)化組合。相較之前提出的基于兩路色散光纖的微波頻率測(cè)量方案，增大了測(cè)頻范圍并有效的解決了低頻段測(cè)頻精度不高的問題。通過軟件Optisystem對(duì)方案進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，在3-24GHz的測(cè)頻范圍內(nèi)控制誤差在±0．2GH

5、z之間。同時(shí)，對(duì)兩路色散光纖的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了仿真：在5．17．2GHz的測(cè)頻范圍內(nèi)得到±0．4GHz的誤差范圍。通過對(duì)比證明了改進(jìn)方案在測(cè)頻范圍和測(cè)量精度上的優(yōu)化。不過方案在系統(tǒng)響應(yīng)速度以及復(fù)雜性上存在一些不足之處，可根據(jù)實(shí)際測(cè)頻需要進(jìn)行選擇。本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明。本人完全了解違反上述聲明所引起的一切法律責(zé)任將由本人承擔(dān)。學(xué)

6、位論文作者簽名：夏慧日期：刀H6．弓o西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁捅要瞬時(shí)頻率測(cè)量(IFM)技術(shù)是現(xiàn)代化電子戰(zhàn)的一項(xiàng)十分關(guān)鍵的技術(shù)。在電子對(duì)抗和其它軍事系統(tǒng)中，可以利用IFM迅速識(shí)別未知的雷達(dá)信號(hào)及突發(fā)通信信號(hào)頻率。隨著信號(hào)速率的增加，傳統(tǒng)的電子處理系統(tǒng)存在非常嚴(yán)重的瓶頸，因此將光子技術(shù)引入微波頻率測(cè)量。微波光子頻率測(cè)量具有低損耗、寬帶寬、電磁干擾免疫、小型便攜等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。鑒于強(qiáng)度調(diào)制器的偏置漂移會(huì)引入較大的測(cè)量誤差，本文著重研究了基于相位調(diào)制的微波光子頻率測(cè)量方案，基于多路色散光纖設(shè)計(jì)了

7、一種改進(jìn)的微波光子頻率測(cè)量方案，設(shè)計(jì)并實(shí)施了針對(duì)大信號(hào)調(diào)制情況的微波光子瞬時(shí)頻率測(cè)量方案。具體研究內(nèi)容如下：(1)分析了電光相位調(diào)制器和強(qiáng)度調(diào)制器的結(jié)構(gòu)以及調(diào)制原理，對(duì)基于色散光纖實(shí)現(xiàn)PM．IM轉(zhuǎn)換的微波信號(hào)傳輸模型、微波頻率倍頻模型和上變頻模型進(jìn)行了推導(dǎo)分析。(2)基于色散所致微波功率衰減效應(yīng)設(shè)計(jì)了一種微波光子瞬時(shí)頻率測(cè)量改進(jìn)方案。方案中采用四路色散光纖的結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)生四個(gè)不同的功率衰減函數(shù)，并對(duì)光纖長度進(jìn)行合理的優(yōu)化組合。相較之前提出的基于兩路色散光纖的微波頻率測(cè)量方案，增大了測(cè)頻范圍并有效的解決了低頻段測(cè)頻精度不

8、高的問題。通過軟件Optisystem對(duì)方案進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，在3-24GHz的測(cè)頻范圍內(nèi)控制誤差在±0．2GHz之間。同時(shí)，對(duì)兩路色散光纖的微波頻率測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，在5—17．2GHz的測(cè)頻范圍內(nèi)得到±0．4GHz的誤差范圍。對(duì)比證明了改進(jìn)方案在測(cè)頻范圍和測(cè)量精度上的優(yōu)化，與理論分析相吻合。(3)設(shè)計(jì)并實(shí)施了針對(duì)大信號(hào)調(diào)制的微波光子頻率測(cè)量