پایان نامه طراحی و شبیه سازی فیلترها و میکسرهای مایکروویو نوری

پایان نامه طراحی و شبیه سازی فیلترها و میکسرهای مایکروویو نوری

چکیده 

در دو دهه اخیر روش های زیادی جهت ضرب در حوزه نور و فیلترینگ میان گذر پیشنهاد شده است، ولی استفاده همزمان از ضرب در حوزه نور و فیلترینگ به صورت اندک مورد بحث قرار گرفته است. در این پروژه استفاده همزمان از ضرب در حوزه نور و فیلترینگ مورد طرح و بررسی قرار می گیرد. از مدول کننده های شدت و فاز جهت ضرب در حوزه نور استفاده می شود. از ترکیب مدوله کننده ها و یک آرایه از لیزرهای قابل تنظیم و فیبر تک مد فیلتر میان گذر به دست می آید. در این راستا از ساختاری برای تولید موج میلیمتری و نیز از ساختاری دیگر برای حذف حامل نوری استفاده شده است. سپس ساختارهایی برای ضرب در حوزه نور و فیلترینگ با استفاده از دو مدوله کننده شدت، با استفاده از یک مدوله کننده فاز و با استفاده از یک مدوله کننده شدت مورد بررسی قرار می گیرد. پاسخ فرکانسی این فیلترها را به ازای پارامترهای مختلف تنظیم (عمق مدولاسیون، تاخیرهای زمانی مختلف و…) به دست آورده و باهم مقایسه می شوند. سپس پیچیدگی ساختار، مورد استفاده، افت و… در این ساختارها براساس پارامترهای به دست آمده مورد تحلیل و مقایسه قرار می گیرند. نتایج حاصل از این پروژه داشتن فیلترهایی با باند عبور صاف تر و تضعیف بیشتر در خارج باند و نیز استفاده از پارامترهای مناسب و نیز ساختاری با قابلیت تنظیم به منظور استفاده از پارامترهای مناسب و نیز ساختاری با قابلیت تنظیم به منظور استفاده از آنها جهت کاربردهایی از جمله در شبکه تلفن همراه و اتصال تعداد بسیار زیادی BTS به مرکز کنترل آنها است. 

مقدمه

فیلترهای مایکروویو فوتونیک با مزایای خوبی مثل عرض باند وسیع، تلفات کم و ایمنی در مقابل تداخل الکترومغناطیسی توجه زیادی را جلب کرده اند. از طرف دیگر در سیستم های ارتباط نوری، لینک های رادیویی روی فیبر (RoF) یکی از پرکاربردترین مباحث در شبکه های بی سیم باند پهن، شبکه های سنسوری، سیستم های ارتباط ماهواره ای و رادار می باشند که در چند سال اخیر توجه ویژه ای را به خود جلب کرده اند. وظیفه اصلی یک شبکه RoF توزیع سیگنال های میلیمتری و مایکروویوی روی فیبر نوری برای به دست آوردن امتیازاتی از قبیل تلفات کم، پراش کم و پهنای باند بالای سیگنال های فیبر نوری است. سیگنال های توزیع یافته می توانند به طور مستقیم در لینک های فیبر نوری یا RoF به کار روند، بدون اینکه احتیاجی به تبدیلات الکتریکی به نوری و یا نوری به الکتریکی باشد. در چندین سال اخیر شیوه های متفاوتی جهت ضرب در حوزه نور و یا فیلترینگ میان گذر پیشنهاد شده اند، ولی استفاده همزمان از ضرب در حوزه نور و فیلترینگ میان گذر کمتر مورد بحث قرار گرفته است. 

فصل اول: کلیات 

1-1- هدف 

یکی از اهداف این پروژه استفاده همزمان از ضرب در حوزه نور و فیلترینگ میان گذر است. قطعات اصلی که در این مورد استفاده می شوند عبارتند از: مدوله کننده شدت، مدوله کننده فاز و یک قطعه فیبر تک مد. دو مدوله کننده جهت ضرب در حوزه نور به کار می روند. سیگنال خروجی از ضرب کننده ها وارد فیبر تک مد که نقش المان پراش دهنده را به عهده دارد می شود. از ترکیب مدوله کننده، لیزرهای قابل تنظیم و فیبر تک مد فیلتر میان گذر به دست می آید، که این فیلتر می تواند باند عبوری متناسب با فرکانس های مبدل کاهش دهنده فرکانس یا مبدل افزایش دهنده فرکانس داشته باشد. اجزاء فرکانسی اضافی پس از فیلترینگ حذف می شود. بدین منظور در این پروژه ساختار فیلترهای مایکروویو و روش تولید موج میلیمتری ارائه و مورد توجه قرار می گیرد که در این راستا از مدوله کننده های شدت و فاز استفاده و نتایج آنها باهم مقایسه خواهد شد. حذف حامل های نوری یکی از موضوعات جالب در سیستم های ارتباط نوری است. به همین دلیل روش های مختلف حذف حامل های نوری نیز مورد بررسی قرار می گیرد. سعی بر این است تا میزان حذف حامل های نوری افزایش یابد. در این پروژه اثرات پراکندگی رنگی فیبر تک مد که یک عامل محدود کننده برای مسافت های زیاد است روی سیگنال بررسی می گردد. نتایج حاصل از این پروژه داشتن فیلترهایی با باند عبور صاف تر و تضعیف بیشتر در خارج باند و نیز استفاده از پارامترهای مناسب و نیز ساختاری با قابلیت تنظیم است.