超宽带信号的光学产生方法以及应用
超宽带无线通信技术课件
信号使用7GHz带宽，当信噪比S/N低至-10dB时，
超宽带可以提供的信道容量为C=7G×log2 （1+0.1）≈ 0.963Gbps，接近1Gbps。
➢ 数据表明，超宽带的空间通信容量是现有的通信系 统（如：无线局域网、蓝牙等）的10-1000倍以上。
超宽带的特点
3、低成本，低功耗
➢ 脉冲超宽带是最早采用的一种传输方式，它不 需要载波，而是利用极短的脉冲传输信息，因 此，在发射端脉冲超宽带不需要功放和混频器， 接收端也不需要中频处理，大大降低了收发机 的硬件实现复杂性和成本。同时，为了避免对 现有通信系统的干扰，超宽带信号发射功率很 低，简单的收发设备以及低功率，使得脉冲超 宽带系统的功耗非常低，可以使用电池长时间 供电。
脉冲波形
➢ 高斯脉冲微分，升余弦、Herimite(厄密特)脉冲等。
高斯函数脉冲
高斯脉冲宽度 和频域带宽取 决于参数α, α的值越大， 高斯脉冲越宽， 相应的频域带 宽就越小
p(t)
1
2 2
e
t2 2
2
2 e
2
t
2
2
高斯脉冲二阶导
w2 (t)
4 2
e
2 t 2
2
1
4 t 2
2
高斯脉冲各阶导数
原始的发送信息。
（a）发射部分
在发射端，欲传输的基带信
号与一个码片速率很高的伪
随机码进行时域相乘，其输 d(t)
出为一个频谱带宽被扩展的
扩频码流，然后将此扩频码
流变换为射频信号发射出去。c(t)
在接收端，射频信号经过变
频后输出中频信号，它与本 d(t)*c(t)
地的伪随机码进行时域相乘，
超宽带技术及其应用
个域 网的核心是用无线通信代替传统的有线电缆 ． 组建 个 人 化 信 息 网络 。现 有 的实 现 ＷＰ Ｎ的无 线 Ａ
技术 主要有 蓝牙 （ ｌｅ ｏｔ） Ｅ Ｅ ０．１ ｏ ｅ Ｂｕ ｏ ，ＩＥ ８２１ ，Ｈ ｍ Ｔ ｈ Ｒ Ｆ等 ，但 不 是速 率 低 就是 成 本 高 或者 功 耗 大 ．无 法满足 日益 发展 的短距 离数 据业 务 的需求 。超 宽带 技 术 （ ＷＢ Ｕ ）是 一种新 兴 的无 线通 信技术 ，由于 它
以，超宽带技术又被称为基带 （ａｅａｄ Ｂ ｓｂｎ ）传输技
术 或 是无 载 波 （ ａｒ —ｒｅ Ｃｒｉ ｆ ）传 输 技 术 ，或 冲激 无 ｅ ｅ
收 稿 日期 ￣０７ ０ — １修 回 日期 ：０ ７ ０ — ０ ２ ０ — ８０ ； ２０ — ８ １
作者简介： 贾枫 美（ ９ １ ， ， １７ 一） 女 山西阳泉人 。２ ０ ０ ７年 ７月毕
息。
电技术 。所谓脉 冲，是指产生和消失时间极其短暂 的瞬间电流 。美国联邦通信委员会 （Ｃ ）规定 ， ＦＣ
从 ３１Ｇ ｚ １ Ｈ 之 间 的 ７ Ｈ 的 带宽 频 率 Ｈ 到 ０６Ｇ ｚ Ｇ ｚ ５ 为 超宽 带所使 用 的频率 范 围 。Ｆ Ｃ对 超宽 带定 义 的 Ｃ
特征是指信号的一 ０ Ｂ相对带宽 ： ｆ－ ｆ － ） １ｄ ２（ － ｎ Ｌ ｎＪ － ｆ ｆ
大于 ２％或信 号的一 ０ｄ ０ １ Ｂ绝对 带宽 大 于 ５ ０ＭＨ ｔ ０ ｚｌ ， 其 中 ， ， 分 别 为一 ０ｄ ． １ Ｂ辐射 点对 应 的上 、下频
．
率点。从信号产生的角度看 ，超宽带技术 以时域窄 脉 冲为信 息载 体 ，依赖 于脉 冲 串传 递 信息 ，采 用基
超宽带穿墙雷达成像原理
超宽带穿墙雷达成像原理今天来聊聊超宽带穿墙雷达成像原理。
你看啊，在生活中我们有时候会觉得眼睛不够用，比如说你想知道墙那头有啥，眼睛可看不到。
但是超宽带穿墙雷达就像是有了一双“透视眼”，能够透过墙看到后面的物体成像，可神奇了。
超宽带穿墙雷达的原理呢，我也是研究了一阵子才略懂皮毛的。
首先，它会发射出超宽带的脉冲信号，这个超宽带信号就像是一阵超级复杂的声波，这个脉冲的频率范围特别宽。
比如说，普通的声音只是在一个小的频率范围内，而这个超宽带就像是从低沉的大鼓声到尖锐的哨子声这个超级大的频率范围组合起来的一种信号。
说到这里，你可能会问，这个信号发出去，怎么就能成像呢？这就要说到信号的传播和反射了。
这个信号碰到墙以及墙后面的物体，就会反弹回来。
咱们打个比方吧，这就像你在一个黑暗的屋子里丢出很多弹力球（代表超宽带脉冲信号），屋子里面有各种形状的家具（代表墙后的物体），球打到墙上或者家具上就会弹回来。
超宽带穿墙雷达接收到反射回来的脉冲之后呢，就可以根据信号的时间延迟、强度变化等信息来判断物体的位置、形状和材质。
因为不同的物体、不同的距离会对信号造成不同的影响。
就像是不同的家具对弹回来的球影响不一样，柔软的沙发可能对球的反弹方向有很缓和的改变，而硬邦邦的桌子可能会让球直接以一个很锐利的角度弹回来。
这背后其实是有不少理论支持的。
比如说电磁波传播理论，超宽带信号就是一种特殊的电磁波。
它在不同介质中的传播速度和电波衰减程度是不一样的。
墙相对真空或者空气是一种更复杂的传播介质，而墙后面不同的物体也是不一样的介质。
超宽带穿墙雷达在实际应用的案例也不少。
消防队员在着火的建筑物搜救幸存者的时候，如果烟雾很大根本看不见屋里情况，这个时候超宽带穿墙雷达就可以扫描各个房间，看看哪里有生命迹象，因为人体和周围的废墟等物体的反射特性是不一样的。
还有在军事上的城市巷战之中，可以探测建筑物内部敌人的分布情况，有助于制定作战计划。
不过呢，老实说，我一开始也不明白这个在处理复杂环境下信号分析为什么这么复杂。
超宽带通信系统的信号处理
超宽带通信系统的信号处理在当今通信技术迅速发展的时代，超宽带通信系统以其独特的优势逐渐崭露头角。
超宽带通信系统能够在短距离内实现高速的数据传输，具有低功耗、高精度定位等特点，在无线个域网、军事通信、雷达探测等领域有着广泛的应用前景。
而信号处理在超宽带通信系统中起着至关重要的作用，它直接影响着系统的性能和可靠性。
超宽带通信系统中的信号具有极宽的带宽，通常其带宽可以达到数GHz 甚至更高。
这就给信号处理带来了巨大的挑战。
首先，信号的产生和调制方式就与传统通信系统有很大的不同。
在超宽带通信中，常见的信号产生方式包括脉冲位置调制（PPM）、脉冲幅度调制（PAM）等。
这些调制方式使得信号具有极短的脉冲宽度，从而实现了宽带传输。
对于超宽带信号的接收，信号处理的任务之一是进行有效的同步。
由于超宽带信号的传播时间短，且多径效应明显，准确地实现时间同步和频率同步是非常关键的。
时间同步的误差会导致信号的失真和误码率的增加，而频率同步的不准确则会影响信号的解调。
为了实现精确的同步，通常会采用一些先进的算法，如基于最大似然估计的同步算法等。
在超宽带通信系统中，多径传播是一个不可忽视的问题。
由于信号的带宽很宽，信号在传播过程中会经历多条不同的路径，这些路径的长度和衰减不同，导致接收端接收到的信号是多个不同时延和幅度的信号的叠加。
为了克服多径效应，信号处理中常采用瑞克接收技术。
瑞克接收机通过多个相关器对不同路径的信号进行分离和合并，从而有效地提高了接收信号的质量。
此外，超宽带通信系统中的信道估计也是信号处理的重要环节。
准确的信道估计可以帮助我们更好地了解信号在传输过程中的变化，从而进行有效的补偿和均衡。
常见的信道估计方法包括基于导频的估计方法和盲估计方法等。
基于导频的估计方法通过在发送信号中插入已知的导频序列来获取信道信息，这种方法简单直观，但会占用一定的带宽资源。
盲估计方法则不需要发送导频序列，而是通过对接收信号的统计特性进行分析来估计信道参数，但其计算复杂度较高。
超高速光通信技术发展与应用
超高速光通信技术发展与应用光通信，简单来说就是一种利用光来传输信息的通信方式。
相比传统的以电信号为媒介的通信方式，光通信具有信息传输速度快、传输距离远、传输容量大等优势。
而超高速光通信技术，则是一种能够以更高的速度将信息传输的技术。
该技术不仅在通信领域有应用，还有着很多其他领域的应用。
本文将探讨超高速光通信技术的发展与应用。
一、超高速光通信技术的发展当前，超高速光通信技术的发展已经到了一个新的阶段。
以往的光通信主要使用的是直接调制技术，即通过改变光信号的强度或频率来传输信息。
而近年来发展迅速的相干调制技术，则是通过将来自不同光源的光信号“叠加”在一起来传输信息。
这种技术具有信息传输速度快、更好地抵抗噪声等优点。
此外，超高速光通信技术还有一个关键的问题需要解决，就是信号失真问题。
随着信号传输速率的不断提高，信号的失真也越来越严重，会影响信息的传输质量。
为了解决这个问题，科学家们正在研究开发各种新的调制技术。
一些新的调制技术，如波分复用技术，协同谱直线码技术等，正逐渐被应用于超高速光通信技术中。
二、超高速光通信技术的应用超高速光通信技术在各个领域得到了广泛应用，如下所示：1、数据中心互联通信在大型数据中心中，如何传输大量的数据成了一个难题。
传统的电信号传输方式会受到很大的噪声干扰，而采用光通信则可以避免这个问题。
超高速光通信技术的应用，可以让数据中心中的大量数据快速高效地传输。
2、5G通信技术5G通信技术的到来，让我们迎来了一个智能物联网的时代。
而超高速光通信技术，则可以在5G通信中为物联网提供更快速、更高效的通信方式。
未来，在高速、大容量数据传输的场景下，光通信无疑是最优选择，并且超高速光通信技术也将会应用于5G 通信中。
3、航空航天通信在航空航天领域中，光通信技术的应用也逐渐得到推广。
利用光通信技术，可以建立高速、稳定的空间通信链路，为人类探索宇宙提供了更多的可能性。
而超高速光通信技术的应用，更是可以让通信速度得到大幅提升。
超高速光通信技术的研究与应用
超高速光通信技术的研究与应用随着科技的不断发展，人类对于通信技术也有了极大的进步。
其中，光通信技术便是近年来备受瞩目的一项技术。
它以音信电波卫星通信为主的传统通信方式相比，具有更快、更稳定、更安全等明显优势，已经成为数字化时代重要的一部分。
而在这个领域中，超高速光通信技术的研究和应用更是备受关注。
一、超高速光通信技术的特点光通信技术的实现需要依靠于光纤进行。
光纤在数据传输时能够达到的最高传输速度受到光纤质量、传输距离和损耗等因素的影响。
一直以来，人们都在努力地提高光纤传输的速度，而超高速光通信技术的出现正是在这一方面取得的新突破。
目前，最先进的光通信技术在传输速度上，已可达到每秒100G以上。
而超高速光通信技术的速度则可达到每秒1T甚至更高，其特点主要有：1.高速传输能力超高速光通信技术利用了高功率激光束进行传输，其传输速度较传统光通信技术大幅度提高，而且具有不受距离限制的优势。
2.稳定可靠性能相比传统通信方式，超高速光通信技术不会受到电磁波干扰，可以保证数据的传输稳定和准确，因此具有更高的可靠性。
3.安全性光通信技术采用光纤进行传输，不会产生辐射泄漏，具有较高的安全性。
二、超高速光通信技术的应用情况当前，超高速光通信技术已经在多个领域得到了实际的应用。
以下列举了几个例子：1.离线数据迁移离线数据迁移是指将物理数据库数据备份到远程地区，以应对灾难恢复、远程备份等应用场景。
由于数据的体积庞大，需要采用超高速光通信技术进行传输，以保证数据传输的稳定和快速。
2.云计算随着云计算的发展，数据中心之间的传输量也越来越大，通常需要大量的带宽满足传输需求。
超高速光通信技术在这种情况下能够提高数据中心之间的传输速度和效率。
3.超高清图像传播超高速光通信技术在电影、电视、体育比赛等场合中也有重要的应用，能够对高清、超高清图像进行实时传播，对于提升观众的观看体验有很大的帮助。
4.医疗保健医疗保健是超高速光通信的另一种应用场景。
超高速光纤通信技术的研究与应用
超高速光纤通信技术的研究与应用随着科技的不断进步，信息传输的速度也越来越快。
在众多信息传输的方式中，光纤通信技术被视为其中最快、最可靠的一种。
在光纤通信技术的发展历程中，超高速光纤通信技术是当今最先进、最激动人心的技术之一。
本文将从光纤通信的基本原理、超高速光纤通信技术的发展历程、超高速光纤通信技术的应用领域三个层面来探讨超高速光纤通信技术的研究与应用。
一、光纤通信的基本原理光纤通信作为一种信息传输方式，其基本原理就是利用光线在空间中的传输。
光纤通信技术的光源可以是激光器或半导体发光二极管。
激光的红外线波长最适合在光纤中进行传输，因为它能够穿透光纤并减小衰减。
在通信系统中，传输的信号被编码成光脉冲，然后被光纤传输到接收端，接收端将光脉冲转换为电信号。
这种方式下，信息传输的速度快、信号质量好、噪音小，是一种高效快捷的信息传输方式。
二、超高速光纤通信技术的发展历程超高速光纤通信技术是光纤通信技术的最新研究方向之一，它能够在光纤中传输每秒数万亿个比特（Terabit）。
自1960年代光纤技术诞生以来，经过了几十年的发展，从最初的几十兆比特每秒（Mbps）到现今的数百兆比特每秒（Gbps），光纤通信技术快速发展的同时，超高速光纤通信技术的发展也日益成熟。
在研究超高速光纤通信技术的过程中，发展速度往往也是很快的。
2000年，日本NTT公司成功地在光纤上实现了1 Tbps的传输，而到了2006年，由于不断地改进，最高达到了14 Tbps的传输速度。
很快，随着技术的发展，2010年，日本科技公司NTT成功地在实验室中实现了24 Tbps的光纤传输速度，足以让整个互联网都变得更快、更高效。
三、超高速光纤通信技术的应用领域超高速光纤通信技术的应用广泛，包括传感器、医疗、工业、军事、金融、交通等领域。
随着世界各地经济的不断发展，网络的传输速度愈来愈受到重视。
人们需要快速、高效地获取资讯信息，现如今各大公司正在研究开发可以实现高速通信的解决方案。
超宽带通信技术原理与应用
目录目录 (1)摘要 (3)Abstract (4)第1章概述 (6)1.1总述 (6)1.2 UWB基本原理 (6)1.2.1脉冲信号 (6)1.2.2UWB 调制技术 (7)1.3UWB技术特点 (8)1.4UWB发射机和接收机组成框图 (9)1.4.1UWB发射机组成框图 (9)1.4.2UWB接收机组成框图 (10)1.5UWB 技术的应用前景 (11)1.6结束语 (11)第2章MATLAB软件工具介绍 (13)2.1MATLAB语言的概述 (13)2.2MATLAB的历史 (13)2.3MATLAB语言的特点 (14)2.4MATLAB仿真 (15)第3章超宽带无线的调制技术 (17)3.1PPM-TH-UWB 调制方式 (17)3.1.1跳时超宽带信号的产生 (17)3.1.2PPM-TH-UWB的发射链路 (20)3.1.3PPM-TH-UWB 仿真结果及其分析 (20)3.2PAM-DS-UWB调制方式 (22)3.2.1直接序列超宽带信号的产生 (22)3.2.2PAM-DS-UWB发射链路 (24)3.2.3 PAM-DS-UWB仿真结果及其分析 (25)3.3 OFDM调制技术 (27)3.3.1概述 (27)3.3.2 多频段OFDM-UWB信号产生 (28)3.4.3 OFDM仿真结果及其分析 (28)3.4总结 (32)第4章性能分析及应用前景 (33)4.1 脉位调制(PPM)和脉幅调(PAM) (33)4.2OFDM调制 (33)4.3UWB的应用前景 (34)致谢 (35)参考文献 (36)摘要超宽带（UWB，Ultra Wide Band）无线技术在无线电通信、雷达、跟踪、精确定位、成像、武器控制等众多领域具有广阔的应用前景，因此被认为是未来几年电信热门技术之一。
1990年，美国国防部首先定义了“超宽带”概念，超宽带无线通信开始得到美国军方和政府部门的重视。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
封装、检测与设备Package ，櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶Test and EquipmentDOI ：10.3969/j.issn.1003－353x.2011.09.016September 2011Semiconductor Technology Vol.36No.9719基金项目：国家自然科学基金资助项目（61077046）；吉林大学基本科研业务费资助项目（200903084）超宽带信号的光学产生方法以及应用李沫，董玮（吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，长春130012）摘要：为了实现跨越不同网络的无间断服务和随时随地的高速率数据接入，提出了采用光学方法产生超宽带信号的技术，该技术的采用避免了额外的电光或者光电转换，节省了系统资源，有益于全光网络的形成。
基于国内外的诸多研究成果，首先对利用光学方法产生超宽带信号的技术方案进行了认知与分析，在此基础上，以元器件为分类标准归纳总结出三类在光领域中产生超宽带信号的方法；然后结合实例对超宽带信号进行了应用分析，证明了超宽带信号的实用性与优越性；最后指出了超宽带系统未来的发展趋势以及存在的问题。
关键词：超宽带；色散设备；光学频率鉴别器；半导体光放大器；保偏光纤中图分类号：TN929.11文献标识码：A 文章编号：1003－353X （2011）09－0719－07Optical Generation Methods and Applications of UWB SignalsLi Mo ，Dong Wei（State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics Jilin University Test Region ，College of Electronic Science and Engineering ，Jilin University ，Changchun 130012，China ）Abstract ：In order to realize the continuous service across different network and high-speed data access of anywhere and anytime ，the technology of optical methods to generate UWB （ultra-wide band ）signals was proposed.With this technology ，the extra electro-optical or photoelectric conversion was avoid ，the system resources were saved and it was beneficial to form the all-optical network.Based on many research at home and abroad ，the technology using optical methods for UWB signal generation was analyzed.On this basis ，with components for classification standard ，the three methods that generate UWB signals in optical areas were summed up.The application of UWB signal was analyzed with examples.The practicability and advantages were proved.The future development of UWB systems and problems were pointed out.Key words ：ultra-wide band （UWB ）；dispersion equipment ；optical frequency discriminator ；semiconductor optical amplifier （SOA ）；polarization maintaining fiber （PMF ）EEACC ：62600引言超宽带（UWB ）技术是近些年新兴起的一种脉冲通信技术，它具有传输速率高、多径分辨能力强、抗干扰性能强、带宽极宽、功耗低、定位精准、保密性好等优点［1－3］。
由于超宽带信号的无线传输距离短，常局限于几米到几十米。
为了增加信号的覆盖范围，使其能在光纤中传送，在光领域中产生超宽带信号而不需要额外的电光或光电转换是很有必要的。
本文主要针对国内外的发展状况，归纳总结在光领域中产生超宽带信号的方法。
1超宽带信号的光学产生方法UWB 是指系统的频带宽度（10dB 带宽）与中心频率之比大于20%或者带宽大于500MHz 的通李沫等：櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶超宽带信号的光学产生方法以及应用720半导体技术第36卷第9期2011年9月信系统。
美国联邦通信委员会（FCC ）已经将3.1 10.6GHz 频带向UWB 通信开放，中心频率是7GHz ，带宽是7.5GHz ，功率密度限制在－41.3dBm /MHz 。
超宽带脉冲信号要求具有陡峭的上升沿和下降沿，要求信号不含直流，低频分量少，能量主要集中在射频部分［4］。
高斯脉冲与超宽带脉冲发生器产生的信号类似，因此可以通过形成高斯脉冲的1阶或者2阶导函数的方式来生成超宽带monocycle 或者doublet 脉冲。
图1和图2分别展示了超宽带monocycle 脉冲以及doublet 脉冲的时域波形图和频谱图。
1.1基于色散设备、光学频率鉴别器产生UWB 信号色散设备和光学频率鉴别器都能实现相位调制到强度调制的转换，这是产生超宽带信号最简单的方法。
1.1.1基于色散设备［5－6］产生超宽带信号以色散为基础的相位调制到强度调制的转换拥有一个频率响应，如图3所示。
前两个凹槽之间的频率响应能形成一个通带，它能够作为滤波器直接用于定型调制信号的光谱。
如果输入的调制信号是高斯脉冲，那么在较低频段的光谱将会被上述频率响应给滤除掉，产生对应于高斯monocycle 或者doublet 脉冲的光谱［7］。
图4为基于色散设备产生超宽带信号的示意图。
在中心站中，将激光二极管发射的光波送到一个由数据序列驱动的光学相位调制器中，相位调制后的光信号通过一段标准单模光纤［8］发送到光探测器，单模光纤除了可以作为色散器件外还可以作为传输媒介。
由于单模光纤所产生的色散可使一个光脉冲信号的不同频率成分以不同的群速度传播，导致信号展宽。
在接入点，相位调制的信号转换成强度调制的信号，因此在光探测器的输出端能检测到超宽带信号，它通过超宽带天线向空间辐射。
这种方案简单、易实现。
但是存在一个缺陷：光纤应该固定为某一长度以达到预期的频率响应，若通信距离改变，则需要使用不同长度的光纤，那么系统的频率响应就会改变，这样会导致产生的超宽带脉冲失真。
以25km 的标准单模光纤为例，激光二极管发射出1550nm 的光波，单模光纤在1550nm 波段的色散度为17ps /nm ·km ，因此25km 的光纤总色散度为425ps /nm 。
半高宽（FWHM ）约为63ps 的高斯脉冲通过射频端口发送到相位调制器中。
在通过25km 的单模光纤后，相位调制的光信号转换为强度调制的信号，在光探测器的输出端便能检测到半高宽约为40ps 的doublet 脉冲。
1.1.2基于光学频率鉴别器产生超宽带信号光学频率鉴别器［9］可以使用光学滤波器，例李沫等：櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶超宽带信号的光学产生方法以及应用September 2011Semiconductor Technology Vol.36No.9721如光纤布拉格光栅（FBG ）来代替。
FBG 是在光纤中引入折射率周期性微扰而形成的反射型光波导器件，它具有体积小、功能强、熔接损耗低以及全兼容于光纤等诸多优点。
FBG 较强的光信号处理能力来源于弱反射条件下折射率调制包络与反射谱之间的傅里叶变换关系［10］。
图5为基于光学频率鉴别器产生超宽带脉冲的示意图。
激光二极管发射的光波发送到由电高斯脉冲驱动的光学相位调制器中。
相位调制后的光信号通过环形器发送到光纤布拉格光栅中。
利用光纤布拉格光栅作为频率鉴别器实现相位调制到强度调制的转换。
基于光载波处在光纤布拉格光栅反射谱的不同区域，在光探测器的输出端能探测到超宽带monocycle 或doublet 脉冲。
这种方案具有体积小、色散稳定、易调谐等优点。
图5基于光学频率鉴别器产生超宽带脉冲的示意图Fig.5Schematic diagram of UWB signal generation based onoptical frequency discriminator由上述原理可知，光载波的波长不同时，光载波会处在光纤布拉格光栅反射谱的不同区域，所以当光载波波长调至1536.032nm ，相位调制后的信号会处在光纤布拉格光栅反射谱的正线性斜率区域，这时在光探测器的输出端会检测到半高宽约为51ps 的monocycle 脉冲。
当光载波波长调至1536.098nm ，相位调制后的信号会处在光纤布拉格光栅反射谱的左侧圆弧区域，这时在光探测器的输出端会检测到半高宽约为42ps 的doublet 脉冲。
适当调节光载波波长，使相位调制后的信号处在光纤布拉格光栅反射谱的负线性斜率区域或右侧圆弧区域，会形成与之前脉冲极性相反的monocycle 或doublet 脉冲。
1.2基于半导体光放大器（SOA ）产生SOA 是一种结构类似于双异质结激光器的具有光增益的有源光器件［11］。
为了生成超宽带信号，可以利用SOA 的交叉增益调制（XGM ）效应或者交叉相位调制（XPM ）效应。
1.2.1基于SOA-XGM 产生超宽带信号［12］半导体光放大器的增益与泵浦光强度变化成反相关系。
当两个波长的光，一束波长为λs 的泵浦光和另一束波长为λc 的探测光同时耦合进入半导体光放大器时，通过反相调制的增益变化，探测光的强度随泵浦光而变化，实现对探测光的调制，输出一对反相的光信号。
基于半导体光放大器的交叉增益调制效应产生超宽带信号的示意图如图6所示，两个波长的光波，其中功率较高的作为泵浦光，功率较低的作为探测光，将两束光波同时耦合进入SOA 中，由于SOA-XGM 会在输出端产生一对反相的光信号。