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作为微波光子学研究内容之一,光生超宽带(UWB)微波技术引起了国内外科研机构的广泛关注。由于将微波信号直接在光域进行处理,可有效避开电子瓶颈限制,光生UWB微波技术被认为是产生任意波形UWB高频(如：10-60 GHz)信号的最直接和有效的方式。不仅如此,此技术可与光载无线电(ROF)链路相结合,进行信号的传输和分配,进而弥补UWB信号覆盖半径过短的先天缺陷。本文对光生UWB信号及其频谱控制技术展开研究,主要研究工作包括如下几方面：第一,通过对现存光生UWB信号技术方案的比较和分析,我们发现,无论是光生基带UWB信号还是光生毫米波带UWB信号,都需要高频电器件的参与,这无疑增加了装置成本和复杂度。另外,基于高斯脉冲成型理论的光生UWB信号技术方案难于对信号频谱特性进行控制,这限制了该类方案在复杂环境中的应用,也阻碍了新兴无线通信技术的融合和演进。第二,我们提出并论证了一种基于半导体激光器混沌动力学特性的光生UWB微波方案,通过调谐光反馈半导体激光器的偏置电流和反馈强度,输出的UWB脉冲频谱特性可以得到控制。实验结果与基于速率方程的仿真结果很好的相符。进而,通过外光注入此混沌光源,在调节注入失谐量的情况下,我们实验获得了符合美国联邦通信委员会(FCC)室内频谱掩蔽的UWB信号以及与无线局域网(Wi-Fi)无频谱重叠的UWB信号输出。第三,我们首次关注了UWB光载无线电与感知无线电的技术融合。提出并实验验证了基于光注入半导体激光器的单倍周期状态的光生UWB微波方案。实现了10-km光纤的光子学UWB信号的传输。通过调谐注入强度和从激光器的波长,生成的UWB信号的中心频率可实现大范围可调谐。同时,UWB信号的频率梳间隔可通过注入光脉冲频率控制。由于灵活的频率转换可为动态频谱接入技术提供保证,因此,上述发现有望在感知UWB光载无线电系统中广泛应用。最后,我们总结了研究结果,并对未来可能实施的研究内容进行了讨论。