微波频率梳产生系统设计开题报告

1.研究的背景

近些年来,随着用户们对带宽和网络速率的质量需求飞速增长,我们能够预计到未来的需求仍会增加,所以为了满足人们的工作业务需求，需要把无线通信与宽带通信有机的结合起来。一方面，无线通信能够实现在任何人、地点、时间之间的自由通信，另一方面，宽带通信能够为用户提供高速的业务信息,因此未来通信行业一定会朝着结合宽带通信与无线通信的方向发展。

传输容量和带宽在宽带无线通信中的要求更高。为了使高频载波能实现更大容量,通信链路可以使用更高的射频频率。在通信领域中，由于微波具有可用频带范围宽、传输损耗小、通信容量大和抗干扰能力强等优点，将微波作为传输载体的微波传输技术应用最多、最广。因而微波不管是在民用通信领域或是军用通信领域都有着重要而广泛的应用。造成了现在通信系统的载波频率主要集中在微波频段,且微波频段的频率资源使用紧张，而毫米波频段的频率资源使用却很少。因此，假使通信传输系统工作在毫米波频段，可以实现一举两得:既能充分利用闲置频段资源，又能实现宽带无线接入。然而因为毫米波信号的工作频段较高，传输时由于大气吸收和反射等损耗很大且传输电缆随着频率升高阻抗也会增大,进而想通过无线或电缆远距离传输毫米波信号很难实现。

根据上述情况的分析，优质的微波信号是微波应用技术的基础，因此，高质量单频微波信号受到了人们的广泛关注。然而，随着科学技术的发展，许多场景可能同时需要多频段的微波信号，所以能够同时输出多个不同频率微波信号的微波频率梳也成为目前国内外研究的热点。

光载射频(ROF)系统的概念由此提出。光载射频系统中,射频信号经电光转换，加载到光信号.上;之后携带有射频信息的光波经过光链路馈送到远端，远端经过光电转换恢复出原始电信号。ROF系统结合了无线和光纤二者的长处:传输容量高，系统廉价等。采用光纤馈送高频信号，已成为未来通信行业的发展方向。

2.研究的目的

ROF技术融合了光纤通信带宽大、传输距离远、抗电磁干扰能力强和无线通信接入灵活等特点，在无线接入网络、全光转换、智能交通、蜂窝移动通信和军事通信等领域有着十分广阔的应用前景。

3.研究的意义

图1 是ROF链路集成到宽带无线光通信网络的结构图。其中，红色的线表示高容量光纤骨干网络、蓝色的方块表示骨干节点、黑色的线表示本地光纤网络。在主干网络节点上，将基带信号调制到光载波上，调制后的信号通过光纤由骨干节点传送到基站。微波信号在基站中检测后辐射到自由空间。在上行链路，用户通过基站的天线接收微波信号，然后调制到光载波上，再通过相同或者不同的光纤链路传送到骨干节点。

由于微波频率梳可以在一段频率带宽范围内提供稳定的梳状谐波，因此其常被作为噪声源用于检测设备的屏蔽性能，在抗干扰测试方面获得了广泛的用途。在雷达探测领域，常常需要用到数十个不同频率的微波当作激励源去探测不同的物体，因此，微波频率梳在捷变频雷达探测中受到了人们的广泛关注。为了缓解轨道资源衰竭以及频带拥堵等问题，卫星通信需要在不同的频带之间进行转换（如Ka、Ku、C），能够提供多个不同微波频率的微波频率梳可以很好的解决这一问题。ROF系统作为无线通信领域的核心技术，开始向大带宽、高调制速率以及远距离传输发展，而副载波复用技术是实现ROF系统大容量传输的关键。副载波复用技术的关键则是获取低成本、高性能的多频段微波源，所以微波频率梳的获取也是该领域的研究重点。

图1 ROF链路集成到宽带无线光通信网络的结构图

主要研究内容：

ROF 通信系统集光纤传输和无线传输这两种通信方式优势为一体，具有衰减低、复杂度低、成本低、覆盖面积广和传输容量大等优点，在民用无线通信和军事通信领域都有着非常广阔的应用前景。ROF 技术对于未来通信领域有着极大地影响，而获取高质量的微波信号是其重要技术之一。微波信号在传输过程中具有频带宽、损耗低和抗干扰能力强等 优点，而微波频率梳能够同时提供若干个相同频率间隔的微波信号，对于提高无线通信系统的传输效率至关重要。 课题针对微波频率梳产生方案进行研究。

预期目标：

1、了解微波频率梳产生技术基本知识和研究现状；

2、设计 1-2 种微波频率梳产生方案；

3、搭建微波频率梳产生仿真系统；

4、对所搭建系统进行结果分析、测试和方案优化。技术要求：要求学生掌握无线通信、光纤通信相关基础知识，熟悉相关仿真软件的使用。

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1、3 月 1 日~3 月 31 日查阅文献、收集资料，完成开题报告；

2、4 月 1 日~4 月 15 日学习ROF技术基础理论及相关软件使用，确定设计方案；

3、4 月 16 日~5 月 10 日完成仿真，并进行结果分析；

4、5 月 11 日~6 月 10 日撰写论文，准备答辩。