光锁相环环路设计与仿真研究-光学工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 注 1 注明《国际十进分类法 UDC》的类号 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 签名： 日期： 年 月 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 摘 要 星间通信领域的发展趋势，要求通信系统实现更高的带宽，数据率和传输距 离。激光通信相对于传统的微波通信体现出了巨大的优势。相干光通信技术可以 提高接收灵敏度，增强信号传输的抗干扰能力，适合光信号的长距离传输，在空 间光通信领域有巨大的应用价值。光频锁相环作为相干光通信的关键技术，实现 本振波与信号波相位同步，具有很大的发展空间与研究价值。 本文以 1064nm 相干光通信为课题背景，对光频锁相环技术进行了深入的研 究。针对光频锁相环的特点，结合对于环路系统性能的相关要求，进行了环路设 计。设计了相应的机制将本地激光器的两种频率调谐方式有机的结合起来，并且 设计了程序实现了系统的优化。 本文首先介绍了相干光通信系统以及锁相环技术的背景与特点。结合传统锁 相环技术理论，对几种常用的光频锁相环的工作原理进行了介绍与分析。随后对 光频锁相环中的重要部件，可调谐激光器和环路滤波器进行了介绍。区别于传统 锁相环系统中的压控振荡器，文章对课题所采用的环形激光器的结构，工作原理 以及频率调谐机理进行了较为详细的介绍，并结合理论推导，就环路滤波器对系 统性能的影响做了详细的分析。结合实验条件，为选择环路滤波器提供了理论依 据。从锁相环的原理入手，搭建模型对光频锁相环系统进行仿真分析。针对可调 谐激光器的工作特点，设计了环路频率控制机制，并且结合理论分析，搭建实验 平台，最终在环路总增益为 2.7MHz 的条件下，实现了锁相环路系统短时间的相位 锁定，并对系统参数对环路相位锁定性能的影响，以及不同的环路失锁的类型进 行了相关的分析。此外对环路频率控制机制作出了改进，编写频率扫描自动控制 程序为频率扫描方式的实现提供了一种自动化运行的方案。 关键词：相干光通信，光频锁相环，环路滤波器，频率扫描 I ABSTRACT ABSTRACT The development trend of inter-satellite communications require higher bandwidth, higher data rates and longer transmission distance in communication systems. Since the laser communication has huge advantage by compared with the traditional microwave communication technology. Coherent optical communication technology could enhance the sensitivity of receivers and the anti-interference ability in transmission, which is adapt to long distance transmission of optical signals, which is quite valuable in space optical communication domain. As the key technology of coherent optical communication, optical phase-lock loop(OPLL) could achieve oscillate synchronous between the local oscillating laser with the signal wave, which has great research and application potential. Based on the 1064nm coherent optical com