矢量和微波光子移相器关键技术的研究

【摘要】近些年来，作为在光学通信领域中处理微波信号相位的重要器件，微波光子移相器（MicrowavePhotonicPhaseShifter：MWPPS）越来越受到世界各界研究人士的青睐。由于它具有较宽的可调谐带宽、抗电磁干扰、信号处理速度快及较高的集成性等优点，MWPPS在军事、卫星通信、移动通信、光控相控阵等领域得到了广泛的应用。在当前的研究中,主要有三种方式来实现微波信号的移相：矢量和技术、外差混频、非线性技术。由于矢量和技术原理简单、容易实现，因此，本文引入了一种基于矢量和技术的微波光子移相器。本文第一章介绍了MWPPS在相控阵系统中的一些应用，并描述了其研究现状。第二章阐述了矢量和技术的基本原理，分析了实验过程中产生干涉现象的原因，并指出采用0.3nm线宽的宽带光源可以解决此问题；然后搭建分立系统验证了矢量和微波光子移相器的工作原理，在10GHz频率下对微波信号进行了约320o的相移，并且分别采用单色光源和宽带光源，通过比较其相位和幅度的稳定性有力地验证了宽带光源可以消除干涉现象。第三章介绍了一种基于SOI脊型波导的集成矢量和微波光子移相器（Vector-sumMethodMicrowavePhotonicPhaseShifter：VSM-MWPPS），阐明了它的基本结构，包含分路器、合路器、延时线及衰减器；在10GHZ工作频率下，从理论上对VSM-MWPPS的各个功能模块分别进行了优化设计，据此可以实现0~165°的相移。第四章详细介绍了根据Si的热光效应所设计的热光型可变光衰减器（VariableOpticalAttenuator：VOA），首先介绍了VOA的基本结构，然后介绍了它的工作原理，并且在波长1550nm条件下采用FD-BPM软件对衰减器的结构参数进行了优化设计，仿真模拟了光的衰减特性；最后采用ANSYS软件对VOA进行了稳态和瞬态的热光分析，结果表明当外加电压为4.7V，它的衰减量可达到35dB。最后一章是对本论文的工作总结，并对以后的工作提出了展望。
【作者】亓华娟；
【导师】董玮；
【作者基本信息】吉林大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】矢量和；微波光子移相器；集成性；可变光衰减器；

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