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随着时代的推进,各种通信方式不断增加,人们对无线通信服务质量的要求也不断提高。为了满足人们对高质量通信的需求,实现通信的无线化和宽带化,国内外学者经大量研究提出了光载无线电(Radio over Fiber,RoF)技术,这种新型通信技术把毫米波通信和光纤通信结合在一起,融合了两者各自的优势。本文在前人的研究成果基础上,对RoF系统中光载毫米波的产生技术进行进一步研究分析,并对RoF系统进行结构优化,主要研究内容如下:介绍了光载毫米波产生技术的研究背景,以及RoF系统的基本原理、结构、优点和缺陷,研究了RoF系统中光载毫米波的几种产生方案。基于以上的研究基础,着重介绍了外部调制技术生成光载毫米波的原理,分析了基于马赫曾德尔调制器(MZM)的双边带调制(DSB)、单边带调制(SSB)、中心载波抑制调制(OCS)以及奇偶边带调制,对这几种调制方式进行仿真得出其光谱结构。介绍了双平行马赫曾德尔调制器(DPMZM),并对基于DPMZM生成光载毫米波的技术进行了系统的理论分析,给出了生成四倍频、六倍频、八倍频毫米波的参数条件,基于这些参数条件对系统进行仿真验证,然后讨论了DPMZM的消光比和调制深度对毫米波产生造成的影响。对基于DPMZM结构的系统进行改进,利用四波混频(FWM)效应生成二十四倍频毫米波信号。分析了级联调制器结构生成毫米波的原理,基于改进的级联调制器结构生成了四倍频、六倍频、八倍频信号,并对该结构进行仿真验证,由仿真结果得出该结构可由低频驱动信号得到高频微波信号的结论。与其他研究方案不同之处在于,本文中的结构中去除了两个射频功率放大器,使系统结构紧凑简单,降低了成本。介绍了全双工RoF系统,并基于新型的全双工RoF系统产生了十六倍频的光载毫米波。本文与其他研究方案中提出的技术相比,大大降低了中心站对高频RF本地振荡器的要求,通过波长复用实现全双工传输,使系统成本得以降低。通过对全双工毫米波RoF系统的仿真,验证了该系统的可行性与有效性。在下行链路中最大传输距离为25km,眼图Q因子为10.2747,与其他文献提出的全双工十六倍频系统相比,Q因子增大了3.45;另外,上行链路的传输距离达到140km,传输距离也增加了80km。