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ROF光收发模块研究

刘思湛  
【摘要】:ROF(Radio over Fiber)技术是最近几年以来研究的热点,它能将无线通信技术和光纤通信技术的优点结合在一起,实现灵活的宽带无线接入。而光收发模块在未来的ROF通信系统中是重要的光电转换设备。因此,研究结构简单,性能优越的光收发模块具有重要意义。 本文的研究对象为应用于ROF通信系统的光收发模块,首先分析了光收发模块的不同设计方案,最终选择了结构紧凑的强度调制直接解调方案。其次根据激光器和光电探测器的小信号等效电路模型,仿真分析了它们的带宽特性和阻抗特性,仿真结果表明由于阻抗失配导致的功率损耗是影响激光器和光电探测器调制特性的主要原因。根据光电子器件的小信号等效电路模型,利用分步式放大器的理论,设计了激光器的驱动电路与阻抗匹配电路;以及光电探测器的阻抗匹配与放大电路。并对这两种电路结构进行了仿真,其中激光器的驱动匹配电路设计为带宽10GHz,并将50Ω的微带线阻抗变换到激光器的低阻抗上,带内增益8.7dB,增益平坦度±1dB,噪声系数小于4.5dB;而光电探测器的匹配放大电路设计带宽为10GHz,采用75Ω负载到50Ω的变换实现了带宽与增益的优化,带内增益16.5dB,增益平坦度±1dB,噪声系数小于5.5dB。 对设计好的光收发模块,选取符合802.11a/e/3a标准的三种不同信号进行了链路仿真,仿真结果表明了在存在光纤损耗和色散的情况下,信号经过10km的ROF光链路仍然可以得到还原,因此该光收发模块可以有效的完成对于微波信号的传输。


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