《全光無濾波可調可切換超寬頻脈衝產生的研究》是依託電子科技大學,由胡哲峰擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：全光無濾波可調可切換超寬頻脈衝產生的研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡哲峰
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
無線通信中的超寬頻（UWB）技術由於具有頻寬極寬、傳輸速率較高、發射功率很低且功耗小、保密性較好等優點，因而在短距離、大容量無線通信系統及寬頻感測網路中具有非常大的套用潛力。但由於UWB信號不適宜在空氣中長距離傳輸，而光纖系統在長距離傳輸時則具有低損耗、抗干擾能力強等特點，因而在光域內直接產生UWB信號近來引起了極大的關注。目前已報導的很多方案需要使用特別設計的濾波器，增加了系統的成本。另外可調又可切換的方案非常少，且產生的信號不在單一波長上。本項目擬使用雙端面入射的半導體光放大器中的非線性效應來得到極性互為相反的同一波長的高斯脈衝，然後在脈衝間引入可調延時，通過組合方式的選擇以及延時量和光功率的調節來實現UWB脈寬和射頻譜的可調諧，以及脈衝極性的可切換。這樣就極大地簡化了系統結構，降低了成本，在單一波長上實現了全光無濾波的可調可切換UWB脈衝，使光纖UWB系統的套用更靈活。
結題摘要
超寬頻（Ultrawideband, UWB）是一種無線通信技術，它具有傳輸速率快、通信距離短、發射功率很低、保密性較好等特點，被認為是一種非常有前途的新興技術。由於傳統的UWB信號為電信號，在空氣中傳播時損耗非常大，極大的限制了UWB技術的套用範圍。而光纖具有容量大、損耗小等優良特性，可用來進行信號的遠距離傳輸。若將無線信號調製到光纖上進行遠距離傳輸，可以使UWB的套用範圍得到極大的拓展。若使用全光的方式產生UWB信號，有利於UWB系統得到進一步的簡化和更好的兼容。目前對光學UWB脈衝產生的研究中，脈衝極性可切換、脈寬和射頻譜（Radio Frequency, RF）可調諧的方案較少，沒有在單一波長上實現全光UWB脈衝可調和可切換的發生方案。本項目利用半導體光放大器（Semiconductor optical amplifier, SOA）的波長轉換，利用光纖通信中的常用器件，在單一波長上構造了可調和可切換的全光UWB發生方案，實現了UWB信號脈寬和RF譜的可調，以及脈衝極性的可切換，使得UWB系統的套用更靈活，且簡化了系統、降低了成本，並避免了信號的走離。主要內容和結果如下：(1) 光學單一波長上可調可切換UWB脈衝傳輸模型的建立及產生方案的設計。依據增益動態方程和光場傳播方程，並將傳輸過程數值化，建立SOA中超寬頻信號的傳輸模型。並在此基礎上，根據SOA中交叉增益調製效應的作用特點，利用SOA和可調延時線等器件，對兩路信號進行延時組合，設計出光學單一波長上可調可切換的一階和二階UWB脈衝產生方案。(2) 光學單一波長上可調可切換UWB 脈衝產生的仿真。將之前設計的方案帶入模型進行MATLAB仿真計算，得出輸出信號的時域及頻域仿真結果，實現了一階和二階UWB信號極性可切換、脈寬和RF譜可調。(3) 光學單一波長上可調可切換UWB脈衝產生的實驗研究。根據設計並最佳化好的方案進行實驗研究，在實驗中分別產生了一階和二階光學UWB脈衝，得出輸出信號的時域及頻域結果，實現了一階和二階UWB信號極性可切換、脈寬和RF頻譜可調，且與此前的仿真結果基本吻合。另外還進行了信號的光纖和無線傳輸實驗，信號經傳輸後未發生走離，信號質量可接受。
