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《北京邮电大学》 2017年
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面向卫星通信的一体化射频光通道技术研究

周建伟  
【摘要】:高频宽带化、多功能一体化是卫星通信发展的必然趋势,同时给卫星射频通道技术带来了巨大的挑战。目前,用于卫星通信的射频通道技术主要采用电子器件,具有高损耗、低动态范围、体积臃肿等诸多缺点,处理高频、宽带信号的能力明显不足。因此,构建高性能、通用一体化射频通道以应对现有技术挑战,对于卫星通信的发展具有重要意义。本文针对上述问题和挑战,结合微波光子技术宽带、灵活的特点,提出一种支持多个波束、多个频段、多种信号形式的宽带一体化射频光通道架构,对本振、通道等资源的共享问题与动态灵活的路由交换问题展开深入研究,主要工作内容与取得的成果如下:针对卫星系统本振等资源的冗余配置,研究基于Cyclic AWG循环移位特性的微波光子本振分配方案,使用光学系统仿真软件VPI对该分配理论进行了仿真验证。在光子本振统一调度与分配的基础上,针对多波束多频段信号,研究光通道实现本振与通道的共享方案。实验表明,本振或通道共享的两路信号在光域具有超过70dB的隔离度,相应的中频信号具有良好的杂波抑制能力,动态范围均可达到100dB·Hz2/3以上。使用QPSK调制格式的信号,测试射频光通道下变频后的信号损伤,相比直接传输EVM恶化不到8%。使用40GHz以内的输入信号测试,射频光通道具有平坦的动态范围曲线,变化幅度不超过5%。针对射频光通道路由交换单元,本文基于波长选择开关研究支持广播、组播的动态路由切换方案,并进行了软硬件的功能实现。实验结果表明,该系统任意路由的切换时间在0.05s~0.12s之间,不同输出端口之间隔离度接近70dB,系统动态范围高达104dB·Hz2/3,满足星上射频通道的设计需求。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN927.2

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