基于PDM-MZM的线性模拟光链路设计①
2020-10-28王瑞琼高永胜王武营谭庆贵
王瑞琼,高永胜* ,王武营,谭庆贵
(1.西北工业大学电子信息学院,西安 710129;2.中国空间技术研究院西安分院空间微波技术国家级重点实验室,西安 710000)
0 引言
与传统的电传输链路相比,模拟光链路(analog photonic link,APL)具有大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰、体积小重量轻等众多优势。因此,APL在雷达、电子战、传感器网络和下一代无线通信系统等许多应用中[1-4]引起了广泛关注和研究。然而,由于APL中电光调制器和光电探测器的非线性特性,射频(radio frequency,RF)信号通过模拟光链路传输后将会引入非线性失真,其中最主要的为二阶交调失真(second-order intermodulation distortion,IMD2)和三阶交调失真(third-order intermodulation distortion,IMD3)。这些非线性失真降低了RF信号的功率和APL的无杂散动态范围(spurious-free dynamic range, SFDR),导致APL应用范围受限[5]。
在大多数应用中,待传输的RF信号是亚倍频程的窄带信号,此时IMD2可以通过滤波器轻松移除。但IMD3与基波信号相距较近,大多数情况下不能被滤除,因此IMD3被视为APL中的主要失真因素。过去十多年中,研究者报道了许多抑制IMD3的方法。电域预失真[6]和数字后处理线性化方法[7-9]是在电域中抑制IMD3的典型方法,但受到模数转换器带宽的限制。研究者也提出了许多在光域消除IMD3的方法[10-21],例如通过调整线性起偏器的角度来抵消IMD3[10],利用光纤色散使不同边带产生的IMD3互相抵消[11],通过调节双平行偏振调制器前的偏振控制器来构造反相失真信号达到抑制系统IMD3的目的[12]等。这些方案存在的一个主要问题是环境波动对优化方案容易造成干扰,从而增加了实施难度[10-12]。另有一些方案采用滤波的方法[13,14],例如通过优化光学可调谐带通滤波器的带宽和中心波长来抑制IMD3[14],但该类方案中RF信号的频率受滤波器带宽的限制[15]。……
