超宽带(Ultra-wideband, UWB)技术由于自身拥有的诸多特性,己引起了国内外科研机构的极大兴趣,吸引了众多科研工作者投身其中。为了推进UWB技术的广泛应用,使得本地UWB系统能够与有线、无线通信网络以及其他网络实现互联,学者们先后提出并验证了融合UWB技术和光纤传输技术于一体的光载超宽带无线电(UWB-over-fiber)技术。而在光域中直接产生UWB微波信号是实现UWB-over-fiber技术的核心,这样不仅可有效避开电子瓶颈的限制,而且可以避免额外的电-光转换。本文对基于外光注入半导体激光器的光生UWB信号的频谱控制技术以及其在光纤中的传输特性展开研究,主要研究工作包括如下几方面：第一,对现有光生UWB信号的技术方案进行了分析比较。目前大多数基于高斯脉冲整形的光生UWB信号技术方案所产生的UWB信号存在带宽和频谱形状难于被调节的问题,这不仅限制了它们在复杂环境中的应用,而且已越来越难以满足未来不同环境的需求。第二,融合微波光子学技术以及宽带混沌激光产生与控制技术,提出并论证了一种基于半导体激光器非线性动态特性的光生UWB微波方案。通过调谐半导体激光器的外部及内部参量,可以控制和调节所产生的UWB信号的频谱特性。进而,通过设定外部光注入失谐量和注入光强度,实验获得了完全符合美国联邦通信委员会(FCC)关于室内无线通信频谱限定的UWB微波信号,实验结果与模拟仿真结果相符合。第三,利用UWB-over-fiber技术,结合光纤通信理论,讨论所产生的混沌UWB信号在光纤中传输时光纤色散和损耗对其频谱的影响,构建了一种新型光载混沌超宽带无线通信(Chaotic UWB-over-fiber)链路。仿真实现了不同传输速率下混沌UWB信号的调制,并在未经任何色散补偿处理的情况下,在天线接收端成功实现信号解调。最后,总结了研究结果,并对未来可能实施的研究内容进行了讨论。
