基于光外差技術(shù)的ROF系統(tǒng)傳輸特性研究﹡

稅奇軍， 唐炳華

（四川文理學(xué)院物理與工程技術(shù)系，四川 達(dá)州 635000）

0 引言

隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，寬帶化己成為無線通信的發(fā)展趨勢。光纖無線電(Radio over Fiber)技術(shù)結(jié)合無線通信技術(shù)與光纖通信技術(shù)的特點，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)傳輸距離和無線通信寬帶化的需求[1-6]。ROF系統(tǒng)中光外差技術(shù)直接利用光電探測器對兩列相干光進(jìn)行外差得到毫米波信號，該系統(tǒng)成本低、結(jié)構(gòu)簡單容易實現(xiàn)。因此研究信號在采用光外差技術(shù)的ROF系統(tǒng)中的傳輸是非常必要的[7]。

1 理論分析

基于光外差技術(shù)的ROF系統(tǒng)工作原理圖如圖1所示[8]。主、從激光器通過耦合器送入調(diào)制器，基帶信號通過強度調(diào)制器加載到光信號上面送入光纖進(jìn)行傳輸，在接收端利用光電探測器對光信號差頻得到所需要的毫米波信號。

圖1 光外差技術(shù)工作原理圖

主激光器和從激光器經(jīng)過耦合器之后的輸出為：

將基帶信號加載到調(diào)制器之后的輸出為：

R(t)為基帶信號。在接收端光電探測器上接收到的電信號為：

由式（3）可以發(fā)現(xiàn)在接收端能夠產(chǎn)生頻率為f2-f1的毫米波信號。

2 仿真分析

根據(jù)以上的理論分析，對基于光外差技術(shù)的ROF系統(tǒng)進(jìn)行仿真。光纖長度為10 km時，主、從激光器的頻率差為20 GHz，在接收端接收到的毫米波信號的頻譜如圖2所示，在主、從激光器的頻率差為40 GHz時，在接收端接收到的毫米波信號的頻譜如圖3所示，在主、從激光器的頻率差為60 GHz時，在接收端接收到的毫米波信號的頻譜如圖4所示，通過對系統(tǒng)的仿真分析可以發(fā)現(xiàn)采用光外差技術(shù)能產(chǎn)生毫米波信號，和理論分析一致。

圖5為光纖長度為5 km時，主、從激光器的頻率差為20 GHz，在接收端接收到的毫米波信號的頻譜圖，圖6為光纖長度為15 km時，主、從激光器的頻率差為20 GHz，在接收端接收到的毫米波信號的頻譜圖。由圖2、圖5、圖6可以發(fā)現(xiàn)在主、從激光器頻率差不變的情況下，隨著光纖的距離增加，接收端產(chǎn)生的毫米波信號的功率越來越低，并且受到噪聲的干擾越來越大。

圖2 Δf=20 GHz時接收端接收到的毫米波信號的頻譜

圖3 Δf=40 GHz時接收端接收到的毫米波信號的頻譜

圖4 Δf=60 GHz時接收端接收到的毫米波信號的頻譜

圖5 光纖長度為5 km時接收端接收到的毫米波信號的頻譜

圖6 光纖長度為15 km時接收端接收到的毫米波信號的頻譜

3 結(jié)語

在基于光外差技術(shù)的ROF系統(tǒng)中，分析了在發(fā)射端主、從激光器頻率不同的情況下，光纖長度為10 km時在接收端產(chǎn)生的毫米波信號頻譜。并保持發(fā)射端主、從激光器的頻率差不變，隨著光纖長度的變化，接收端產(chǎn)生的毫米波信號的變化。仿真分析表明在發(fā)射端隨著主、從激光器的頻率差變化，在接收端產(chǎn)生的毫米波信號也隨之變化；隨著光纖長度的變化，接收端產(chǎn)生的毫米波信號功率也隨之變化。

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