17、无线光通信与光波束赋形技术解析

无线光通信与光波束赋形技术解析

1. 无线光纤链路设计

1.1 电吸收调制器（EAM）特性

电吸收调制器（EAM）中，由于传播常数实部和虚部之间的Kramers - Kronig关系，会导致折射率发生变化。这种折射率的变化会在输出光信号上引入啁啾，有时会特意利用这一效应来补偿光纤的色度色散（CD）。EAM有多种设计选择，如改变材料或几何形状，因此很难给出输出光功率与调制电压依赖关系的通用定律。通常，器件制造商会提供增益效率斜率，以及最佳偏置电压和啁啾系数等数据。

1.2 无线光纤（RoF）链路增益计算

RoF链路的增益(g)是输出功率与输入功率之比，计算公式为：
[g = g_{LNA} \cdot g_{OL} \cdot g_{POST}]
其中，(g_{LNA})和(g_{POST})分别是低噪声放大器和后置放大器的增益，(g_{OL})是光链路增益，由下式给出：
[g_{OL} = \left(\frac{s \cdot \Re}{l}\right)^2]
这里，(s)是发射机斜率效率，(\Re)是接收机灵敏度，(l)是光链路损耗，包括光纤、连接器、衰减器等。

1.3 噪声系数计算

噪声系数(NF)定义为RoF链路输出端的噪声功率(N_{out})与输入热噪声功率（经链路增益(g)放大后）之比。输入噪声功率为(k \cdot T \cdot B)，其中(k)是玻尔兹曼常数，(T)是绝对温度，(B)是RoF链路带宽。噪声系数计算公式如下：
[NF = \frac{N_{out}}{k \cdot T \cdot B \cdot g}]
噪声系数