引用本文:

董雪莹,徐恩明,李凡,等:基于相位调制的线性化微波光子链路[J]. 光通信技术,2018,42(2):55-58.

基于相位调制的线性化微波光子链路

董雪莹,徐恩明,李 凡,张祖兴,李培丽

(南京邮电大学 先进光子技术实验室,南京 210023)

【下载PDF全文】 【下载Word】

摘要:针对微波光子链路在抑制三阶交调失真的同时不能消除二阶交调和二次谐波失真的问题,设计了一种基于相位调制的线性化微波光子链路。通过单边带(SSB)调制和平衡探测的方法,可有效抑制三阶交调、二阶交调与二次谐波失真,基频信号功率增大一倍且不存在色散效应。进行了理论分析研究并利用Optisystem进行了仿真实验,结果表明:相对于传统SSB相位调制的微波光子链路(MPL),该方案的SFDR提高了17dB。

关键词:微波光子链路;相位调制;无杂散动态范围

中图分类号:TN911 文献标志码:文章编号:1002-5561(2018)02-0055-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.02.015

0 引言
    利用光子技术进行射频信号处理和传输, 因具有损耗低、质量轻、带宽大及对电磁干扰不敏感等优点特性而受到广泛关注。其中,微波光子链路(Microwave Photonic Link, MPL)在微波光子学的研究与应用中占有非常重要的地位,可被广泛应用于有线电视、雷达系统、阵列天线和卫星通信等领域。而如何实现无杂散动态范围(SFDR)微波光子链路,一直以来是微波光子学中研究的热点问题[1~10]。在MPL中,为了实现高速调制并在光纤中进行光信号传输,往往需要使用一个外置电光调制器把射频信号调制到光载波上面。然而,电光调制器的非线性总是产生交调与谐波失真,影响MPL的传输性能,其中三阶交调失真(IMD3)项是主要问题。因为IMD3往往出现在基频附近且很难通过现有的电滤波器进行滤除,因此需要通过链路设计的方法将其消除。目前,已有许多不同的消除IMD3、提高MPL动态范围的技术方案。其中,基于数字信号处理的技术因为需要额外的模数转换器和数字信号处理算法而使结构复杂[2,3];基于强度调制-直接检测的技术由于需要直流偏压而存在工作点漂移的问题,往往需要复杂的偏置控制电路[4,5];基于复杂结构调制器的技术方案一方面增加了系统设计的成本,另一方面也存在工作点偏移的问题[6,7]。近年来,为克服强度调制中存在的工作点偏移问题,在MPL的设计中引入了相位调制[8~10]。然而,上述线性化链路结构在消除IMD3的同时,不能消除二阶交调失真(IMD2)和二次谐波失真(SHD2)。
    本文设计一种基于相位调制的新方案,能够在抑制IMD3的同时消除 IMD2和SHD2,结构简单易行。

3 结束语
    本文提出了一种基于相位调制的线性化MPL,能够抑制IMD3,并同时消除IMD2和SHD2。通过调节LD1与LD2中心波长与WDM上通道和下通道中心波长的偏移大小,能够使上链路和下链路中IMD3分别得到有效抑制。抑制IMD3后的两路信号经过BPD探测后,IMD2和SHD2也被有效消除,增大了链路的动态范围。同时,相对于单路(上通道或者下通道)线性化链路,基频信号功率增大了一倍。仿真实验结果与理论分析完全一致,与基于SSB的相位调制的传统MPL相比,本方案的SFDR大约提高了17dB。而且,由于本方案线性化后为单边带调制信号,克服了色散效应对链路的影响。