一種高性能的高速脈沖信號光纖傳輸方法的分析與設計

侯淺奧

（中國傳媒大學信息與通信工程學院 北京市 100024）

1 高速脈沖的特點

高速脈沖的波形頻率成分較多，同時兼容了豐富的高頻成分與低頻成分，其傳輸距離通常在幾百米到幾十千米[1]。其最大特點在于脈沖非常快，大多只有數十納秒，甚至在幾納秒的時間內就可上升，而下降時間則相對較長，往往會超過100 納秒[2]。基于國內外文獻[3-4]來看，高速脈沖的主要頻譜成分基本處于900MHz 以下，若高速脈沖的上升沿時間不同，那么所對應的頻譜最高頻率也會有所差異，通常是呈反比關系，即：高速脈沖的上升沿時間越長，那么所對應的頻譜最高頻率越小，反之亦然。上升沿時間為10ns 的高速脈沖，其對應的頻譜最高頻率為800MHz，上升沿時間為2ns 的高速脈沖，其對應的頻譜最高頻率為900MHz。

為了有效減少傳輸損耗，傳輸介質以光纖為主，或直接將模擬信號調制為光信號，或數字化采樣后再調制為光信號。由于高速脈沖信號的頻率較高，但上升時間又較短，故而數字化采樣的速率就會很高，再加上采樣過程中不會對信號的微小波動進行完全反應，這樣一來，就較易導致高速脈沖信號出現變形、失真等情況，故而只能通過模擬調制方式來實現光纖傳輸[5]。但若采用普通的模擬調制方式，低頻成分只能達到數十兆赫茲，難以達到當前信號傳輸需求。當前探地雷達、超寬帶沖擊雷達等的應用極為廣泛，均對高速脈沖信號的傳輸有著高可靠性、高穩定性的需求，現有的高速脈沖信號光纖傳輸方法難以滿足需求。……