引用本文:
熊平戬,席虹标,吴淑婷,等. 用于射频光通信的小型化RL增益均衡器设计[J]. 光通信技术,2025,49(6):21-24.
熊平戬,席虹标,吴淑婷,李荣亮
(中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:在射频光通信系统中,电/光与光/电转换器件会导致带内增益不平坦,影响系统性能。设计了一种用于射频通信的小型化电阻-电感(RL)增益均衡器。通过参数扫描仿真优化,将传统电阻-电感-电容(RLC)电路简化为RL无源网络,将两级RL均衡器级联并应用于L波段射频光通信系统,并对该均衡器进行加工和实验测试。测试结果表明:RL均衡器应用于L波段(900 MHz~2.5 GHz)系统后,增益平坦度由2.4 dB优化至0.8 dB,改善量达1.6 dB,为系统性能提升提供了一种有效且经济的解决方案。
关键词:均衡器;射频光通信;平坦度;激光器;探测器
中图分类号:TN256 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2025)06-0021-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2025.06.004
本文是关于“用于射频光通信的小型化RL增益均衡器设计”的详细报告,主要探讨了射频光通信系统中增益不平坦问题的解决方案,并设计了一款基于简化电阻-电感(RL)结构的宽带增益均衡器。以下是核心内容总结:
研究背景与问题提出:
研究背景:在现代通信系统中,射频光通信子系统因其带宽大、传输距离远、体积小及功耗低等优势,成为解决天线与数据处理中心之间高频信号转发问题的有效方案。
问题提出:电/光与光/电转换环节以及射频放大器等部件会引起射频信号在不同频率下的增益起伏,导致系统整体增益平坦度恶化。
均衡器设计原理:
工作原理:设计的均衡器应用于L频段射频光通信系统,利用RL电路的高通滤波特性,实现低频处衰减大、高频处衰减小的均衡效果。
基本理论:均衡器的基本组成单元是谐振器,通过电阻、电容、电感元件级联构成,其传输特性随频率变化,补偿增益斜率。
增益均衡器的设计与改进:
设计方法:通过参数扫描仿真,识别各元件对均衡性能的影响,对电路进行优化和级联设计。
电感优化:采用参数扫描法确定最佳电感感值,选择增益曲线线性度较好的电感值(20nH)。
电阻优化:对电阻进行参数扫描,选定均衡量和增益曲线变化趋势最佳的电阻值(200Ω)。
电容优化:发现电容变化对均衡量影响较小,考虑到电路板面积,去除电容器。
性能提升:将RLC电路优化为RL电路,并采用两级级联方案提升均衡量。
实验验证与结果分析:
实验方法:在射频光通信系统的发射端与接收端接入两级均衡器,进行前后级联的均衡方案验证。
实物制作:基于仿真参数,设计并加工了含有两级RL增益均衡电路的射频光发射模块与射频光接收模块的PCB。
测试结果:增加均衡器后,系统增益平坦度由2.4dB优化至0.8dB,改善幅度达1.6dB,验证了设计方法的正确性与可行性。
结论与展望:
研究结论:设计的改进型RL均衡电路有效提升了系统增益平坦度,实现了低成本、小型化的射频光通信系统增益补偿。
未来展望:若需进一步提高均衡量,可采用更多级均衡电路级联的方式实现。
关键数据与指标:
工作频带:900MHz至2.5GHz
增益平坦度改善:由2.4dB优化至0.8dB,改善量达1.6dB
单级RL电路均衡量:约0.475dB
两级RL电路均衡量:提升至0.889dB