A linearized analog microwave photonic link with an eliminated even-order distortions

Autor: Shyqyri Haxha, Iyad Dayoub, Taimur N Mirza
Přispěvatelé: University of Westminster [London] (UOW), COMmunications NUMériques - IEMN (COMNUM - IEMN), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - Département Opto-Acousto-Électronique - UMR 8520 (IEMN-DOAE), INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Leonardo MW Ltd. Leonardo Airborne and Space Systems Division (Grant Number: R11052), INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520 (IEMN), Ecole Centrale de Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520 (IEMN), Ecole Centrale de Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)-Ecole Centrale de Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520 (IEMN), Ecole Centrale de Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)-Ecole Centrale de Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Université de Lille-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Ecole Centrale de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-JUNIA (JUNIA), Université de Lille-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Ecole Centrale de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-JUNIA (JUNIA)-Université de Lille-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Ecole Centrale de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-JUNIA (JUNIA)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520 (IEMN), Université de Lille-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Ecole Centrale de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-JUNIA (JUNIA)-Université de Lille-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Ecole Centrale de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-JUNIA (JUNIA)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Materials science
microwave photonics
Computer Networks and Communications
Lithium niobate
02 engineering and technology
01 natural sciences
Signal
Multiplexing
[INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
010309 optics
chemistry.chemical_compound
[INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI]
[SPI]Engineering Sciences [physics]
020210 optoelectronics & photonics
multioctave bandwidth
Optical Carrier transmission rates
0103 physical sciences
0202 electrical engineering
electronic engineering
information engineering
[INFO]Computer Science [cs]
Electrical and Electronic Engineering
intermodulation distortion
Electro-optic (EO) modulators
Dynamic range
business.industry
Bandwidth (signal processing)
Computer Science Applications
[SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
harmonic distortions
chemistry
Control and Systems Engineering
Optoelectronics
Radio frequency
business
[SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Information Systems
Intermodulation
Zdroj: IEEE Systems Journal
IEEE Systems Journal, IEEE, In press, pp.1-9. ⟨10.1109/JSYST.2021.3051394⟩
IEEE Systems Journal, 2021, 15 (4), pp.4843-4851. ⟨10.1109/JSYST.2021.3051394⟩
ISSN: 1937-9234
1932-8184
Popis: International audience; An improved linearized analog microwave photonic link (AMPL) with significant multioctave bandwidth performance is experimentally presented. The proposed AMPL configuration is based on a double dual-parallel Mach-Zehnder modulator and a differential balanced photodetector (BPD). Explicitly, a gallium arsenide (GaAs)-based modulators are used as opposed to the commonly known lithium niobate (LiNbO3) modulators, due to its robustness in the harsh environment. The system configuration is designed to process a carrier suppressed double-sideband signal through the link, and then at the receiver, a carrier suppressed double-sideband signal is combined with an unmodulated optical carrier, which is transmitted through a polarization maintained (PM) optical fiber. In our experiment, only PM-based optical components are used for better system stability. The developed theoretical model of the proposed system illustrates the elimination of even-order distortions and a high suppression to the third-order intermodulation distortions at the BPD. Consequently, the fundamental signal to interference ratio of 60 dB was experimentally achieved. Furthermore, experimental results, simultaneously, demonstrate a significant increase of second-order spurious-free dynamic range and third-order spurious-free dynamic range by 19.5 and 3.1dB, respectively, compared to the previously reported AMPL performances based on polarization multiplexing dual-parallel Mach-Zehnder modulator. To the best of our knowledge, this is the highest dynamic range AMPL system performance deploying GaAs electro-optic modulator which has most significant capabilities in managing RF signals and exhibits excessive performance in harsh operating environment in terms of thermal stability, power-handling, radiation resistance and longevity for aerospace, defense, and satellite-to-ground downlink communication system applications.
Databáze: OpenAIRE
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