一种高平坦高边带抑制比多载波信号生成系统及方法技术方案

一种高平坦高边带抑制比多载波信号生成系统及方法，它涉及光学、微波学和微波光子学技术领域，通过光频梳的方式生成高平坦高边带抑制比的多载频信号，解决现有宽频率覆盖范围的多路微波射频信号生成问题，获得宽带、平坦度好、载波数目多的多载频信号。本发明专利技术首先提出一种基于三个并联MZM的SSB‑OCS生成方法，使得其中两个MZM工作在单边带调制方式，另一个MZM工作在偶数阶抑制方式，结合90度光移相控制，产生具有高边带抑制比的SSB‑OCS信号。接着以本发明专利技术所提出的SSB‑OCS信号生成及光频移环路为核心，在光域组成振荡环路进行循环频移，生成高平坦高边带抑制比的多载频信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高平坦高边带抑制比多载频信号生成系统及方法，属于微波光子

技术介绍
星上微波通信转发技术正向更大容量、更多星上处理功能、更强抗干扰能力方向发展，卫星载荷的通信频段也相应的从S频段逐步扩展到Ka频段。随着卫星载荷技术的发展及星上微波转发需求的不断提高，多频段一体化射频前端成为未来宽带通信的一个重点发展方向，这也对多频段宽带微波信号综合接收处理提出了新的要求。在卫星载荷射频前端中，本振源是不可缺少的模块，为卫星载荷射频前端的发射部分、接收部分、参考源等提供频率参考。为满足卫星载荷大容量、多信号处理功能，需要同时提供多个载频信号作为参考，并可以根据用户需求提供多载频电信号或多载频光信号，且这些具有较好的幅度一致性和相位一致性。这就要求卫星载荷本振源具有多载频、高平坦度、高边带抑制比和频率灵活可调的能力。当前晶体振荡器生成的本振信号频率低，采用电子倍频方式生成本振信号结构复杂、相位噪声高，而介质谐振腔生成的本振信号调谐范围极窄。上述采用电子技术生成的本振源频率单一，无法同时实现多载频生成。此外，通过射频电缆进行多路传输与馈送，在大规模馈送、抗电磁干扰和低质量方面也存在问题，无法满足多频段一体化射频前端高线性、大带宽的接收处理需求。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：针对具有大容量、多信号处理功能的卫星载荷对多频段载频参考信号发展需求，给出一种高平坦高边带抑制比多载频信号生成系统及方法，实现宽带、平坦度好、边带抑制比高、载波数目多的多载频信号生成，解决卫星载荷多信号处理需求，保证了卫星载荷的大容量、多信号处理能力。本专利技术的技术解决方案是：一种高平坦高边带抑制比多载波信号生成系统，包括：激光器、射频源、SSB-OCS生成单元、光耦合器2、光耦合器3、光滤波器、掺饵光纤放大器EDFA和光电探测器、偏振控制器1、偏振控制器2；光耦合器2，包括：两个输入端和一个输出端；光耦合器3，包括：一个输入端和两个输出端；激光器输出端L1与光耦合器2的一个输入端OC21相连接，光耦合器2的另一个输入端口OC22与偏振控制器2的输出端PC22相连接，光耦合器2的输出端口OC23与SSB-OCS生成单元的一个输入端S1相连接，SSB-OCS生成单元的另一输入端S2与射频源的输出端RFin相连接，SSB-OCS生成单元的输出端S3和光耦合器3的输入端OC31相连接，光耦合器3的一个输出端口OC33与偏振控制器1的输入端PC11相连接，光耦合器3的另一个输出端口OC32与光电探测器输入端PDin相连接，偏振控制器1的输出端PC12与光滤波器的输入端OF1相连接，光滤波器的输出端OF2与掺饵光纤放大器EDFA的输入端G1相连，EDFA输出端与偏振控制器2的输入端PC21相连；激光器输出连续光信号与偏振控制器2输出的光信号经光耦合器2耦合后送至SSB-OCS生成单元；射频源输出射频信号送至SSB-OCS生成单元；SSB-OCS生成单元，将射频源输出射频信号作为驱动电信号，对光耦合器2输出的光信号进行调制，输出具有光载波抑制的单边带光信号送至光耦合器3；光耦合器3将接收到的光信号分路后，一路送至光电探测器，由光电探测器进行光电转换还原电信号后输出，光耦合器3接收到的光信号分路后的另一路作为多载波信号生成系统的输出，并送至偏振控制器1；偏振控制器1接收来自于光耦合器3分路后的另一路光信号，将该信号进行偏振态控制后，输出线偏振光信号送至光滤波器；光滤波器将接收的线偏振光信号在光域进行带通滤波后送至掺饵光纤放大器EDFA；掺饵光纤放大器EDFA接收光滤波器滤波输出的光信号后，在光域将该信号进行一定增益的放大，以补偿环路运行中的传输损耗，EDFA将放大后的光信号送至偏振控制器2；偏振控制器2接收掺饵光纤放大器EDFA输出的光信号后，进行偏振态控制，输出线偏振光信号，偏振控制器2输出的线偏振光信号反馈至光耦合器2的一个输入端OC22。所述SSB-OCS生成单元包括：光分束器、马赫-增德尔调制器MZM1、马赫-增德尔调制器MZM2、强度调制器MZM3、电移相器1、电移相器2、光移相器1、光移相器2和光耦合器1；光分束器，包括：输入端OS1、输出端OS2、输出端OS3、输出端OS4；耦合器1，包括：输入端OC11、输入端OC12、输入端OC13、输出端口OC14；MZM1、MZM2、MZM3分别包括一个光输入端、两个射频输入端、直流偏置端和一个光输出端；耦合器2的输出端口OC23与光分束器输入端OS1相连接，光分束器输出端OS2与MZM1的光输入端MZM1in相连接，MZM1的光输出端MZM1out与光耦合器1的输入端OC11相连，MZM1的一个射频输入端MZM1a与射频源的输出端RFin相连，MZM1的另一个射频输入端MZM1b与电移相器1的输出端EP12相连，电移相器1的输入端EP11与射频源的输出端RFin相连；光分束器输出端OS3与MZM2的光输入端MZM2in相连接，MZM2的光输出端MZM2out与光移相器1的输入端PS11相连，光移相器1的输出端与光耦合器1的输入端口OC12相连；MZM2的一个射频输入端MZM2a与射频源输出端RFin相连，MZM2的另一个射频输入端MZM2b与电移相器2的输出端EP22相连，电移相器2的输入端EP21与射频源输出端RFin相连；光分束器输出端OS4与MZM3的光输入端MZM3in相连接，MZM3的光输出端MZM3out与光移相器2的输入端PS21相连，光移相器2的输出端与光耦合器1的输入端口OC13相连；MZM3的两个射频输入端MZM3a和MZM3b都和射频源输出端RFin相连。光耦合器1的输出端口OC14与光输出端口S3相连接；激光器输出连续光信号与偏振控制器2输出的光信号经光耦合器2耦合后送至光分束器，再经光分束器分成三路后分别送至MZM1、MZM2、MZM3的光输入端口；射频源输出射频信号经电功分后，分别送至MZM1的射频输入端MZM1a、MZM2的射频输入端MZM2a、MZM3两个射频输入端MZM3a和MZM3b和电相移器1的输入端EP11和电相移器2的输入端EP21；射频源输出的信号RFin经电移相器1进行90度相移后送至MZM1的射频输入端MZM1b，使得加载到MZM1的射频输入端MZM1a和MZM1b的射频信号之间的相位差为90度，通过调整直流偏置端的电压使得MZM1工作在正交偏置点，这样MZM1输出的光信号将包括光载波、幅度均为正值的偶数阶光信号、幅度为负值的-1阶光信号和幅值为正值的+3阶光信号，并将MZM1输出的光信号送至光耦合器1。射频源输出的信号RFin经电移相器2进行-90度相移后送至MZM2的射频输入端MZM2b，使得加载到MZM2的射频输入端MZM2a和MZM2b的射频信号之间的相位差为-90度，通过调整直流偏置端的电压使得MZM2工作在正交偏置点，这样MZM2输出的光信号将包括光载波、幅度均为正值的偶数阶光信号、幅度为正值的+1阶光信号和幅值为负值的-3阶光信号，并将MZM2输出的光信号送至180度光移相器1。射频源输出的信号RFin加载至MZM3的两个射频输入端MZM3a和MZM3b上，使得MZM3两个射频输入端MZM3a和MZM3b的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高平坦高边带抑制比多载波信号生成系统，其特征在于包括：激光器、射频源、SSB‑OCS生成单元、光耦合器2、光耦合器3、光滤波器、掺饵光纤放大器EDFA和光电探测器、偏振控制器1、偏振控制器2；光耦合器2，包括：两个输入端和一个输出端；光耦合器3，包括：一个输入端和两个输出端；激光器输出端L1与光耦合器2的一个输入端OC21相连接，光耦合器2的另一个输入端口OC22与偏振控制器2的输出端PC22相连接，光耦合器2的输出端口OC23与SSB‑OCS生成单元的一个输入端S1相连接，SSB‑OCS生成单元的另一输入端S2与射频源的输出端RFin相连接，SSB‑OCS生成单元的输出端S3和光耦合器3的输入端OC31相连接，光耦合器3的一个输出端口OC33与偏振控制器1的输入端PC11相连接，光耦合器3的另一个输出端口OC32与光电探测器输入端PDin相连接，偏振控制器1的输出端PC12与光滤波器的输入端OF1相连接，光滤波器的输出端OF2与掺饵光纤放大器EDFA的输入端G1相连，EDFA输出端与偏振控制器2的输入端PC21相连；激光器输出连续光信号与偏振控制器2输出的光信号经光耦合器2耦合后送至SSB‑OCS生成单元；射频源输出射频信号送至SSB‑OCS生成单元；SSB‑OCS生成单元，将射频源输出射频信号作为驱动电信号，对光耦合器2输出的光信号进行调制，输出具有光载波抑制的单边带光信号送至光耦合器3；光耦合器3将接收到的光信号分路后，一路送至光电探测器，由光电探测器进行光电转换还原电信号后输出，光耦合器3接收到的光信号分路后的另一路作为多载波信号生成系统的输出，并送至偏振控制器1；偏振控制器1接收来自于光耦合器3分路后的另一路光信号，将该信号进行偏振态控制后，输出线偏振光信号送至光滤波器；光滤波器将接收的线偏振光信号在光域进行带通滤波后送至掺饵光纤放大器EDFA；掺饵光纤放大器EDFA接收光滤波器滤波输出的光信号后，在光域将该信号进行一定增益的放大，以补偿环路运行中的传输损耗，EDFA将放大后的光信号送至偏振控制器2；偏振控制器2接收掺饵光纤放大器EDFA输出的光信号后，进行偏振态控制，输出线偏振光信号，偏振控制器2输出的线偏振光信号反馈至光耦合器2的一个输入端OC22。...

【技术特征摘要】
1.一种高平坦高边带抑制比多载波信号生成系统，其特征在于包括：激光器、射频源、SSB-OCS生成单元、光耦合器2、光耦合器3、光滤波器、掺饵光纤放大器EDFA和光电探测器、偏振控制器1、偏振控制器2；光耦合器2，包括：两个输入端和一个输出端；光耦合器3，包括：一个输入端和两个输出端；激光器输出端L1与光耦合器2的一个输入端OC21相连接，光耦合器2的另一个输入端口OC22与偏振控制器2的输出端PC22相连接，光耦合器2的输出端口OC23与SSB-OCS生成单元的一个输入端S1相连接，SSB-OCS生成单元的另一输入端S2与射频源的输出端RFin相连接，SSB-OCS生成单元的输出端S3和光耦合器3的输入端OC31相连接，光耦合器3的一个输出端口OC33与偏振控制器1的输入端PC11相连接，光耦合器3的另一个输出端口OC32与光电探测器输入端PDin相连接，偏振控制器1的输出端PC12与光滤波器的输入端OF1相连接，光滤波器的输出端OF2与掺饵光纤放大器EDFA的输入端G1相连，EDFA输出端与偏振控制器2的输入端PC21相连；激光器输出连续光信号与偏振控制器2输出的光信号经光耦合器2耦合后送至SSB-OCS生成单元；射频源输出射频信号送至SSB-OCS生成单元；SSB-OCS生成单元，将射频源输出射频信号作为驱动电信号，对光耦合器2输出的光信号进行调制，输出具有光载波抑制的单边带光信号送至光耦合器3；光耦合器3将接收到的光信号分路后，一路送至光电探测器，由光电探测器进行光电转换还原电信号后输出，光耦合器3接收到的光信号分路后的另一路作为多载波信号生成系统的输出，并送至偏振控制器1；偏振控制器1接收来自于光耦合器3分路后的另一路光信号，将该信号进行偏振态控制后，输出线偏振光信号送至光滤波器；光滤波器将接收的线偏振光信号在光域进行带通滤波后送至掺饵光纤放大器EDFA；掺饵光纤放大器EDFA接收光滤波器滤波输出的光信号后，在光域将该信号进行一定增益的放大，以补偿环路运行中的传输损耗，EDFA将放大后的光信号送至偏振控制器2；偏振控制器2接收掺饵光纤放大器EDFA输出的光信号后，进行偏振态控制，输出线偏振光信号，偏振控制器2输出的线偏振光信号反馈至光耦合器2的一个输入端OC22。2.根据权利要求1所述的一种高平坦高边带抑制比多载波信号生成系统，其特征在于：所述SSB-OCS生成单元包括：光分束器、马赫-增德尔调制器MZM1、马赫-增德尔调制器MZM2、强度调制器MZM3、电移相器1、电移相器2、光移相器1、光移相器2和光耦合器1；光分束器，包括：输入端OS1、输出端OS2、输出端OS3、输出端OS4；耦合器1，包括：输入端OC11、输入端OC12、输入端OC13、输出端口OC14；MZM1、MZM2、MZM3分别包括一个光输入端、两个射频输入端、直流偏置端和一个光输出端；耦合器2的输出端口OC23与光分束器输入端OS1相连接，光分束器输出端OS2与MZM1的光输入端MZM1in相连接，MZM1的光输出端MZM1out与光耦合器1的输入端OC11相连，MZM1的一个射频输入端MZM1a与射频源的输出端RFin相连，MZM1的另一个射频输入端MZM1b与电移相器1的输出端EP12相连，电移相器1的输入端EP11与射频源的输出端RFin相连；光分束器输出端OS3与MZM2的光输入端MZM2in相连接，MZM2的光输出端MZM2out与光移相器1的输入端PS11相连，光移相器1的输出端与光耦合器1的输入端口OC12相连；MZM2的一个射频输入端MZM2a与射频源输出端RFin相连，MZM2的另一个射频输入端MZM2b与电移相器2的输出端EP22相连，电移相器2的输入端EP21与射频源输出端RFin相连；光分束器输出端OS4与MZM3的光输入端MZM3in相连接，MZM3的光输出端MZM3out与光移相器2的输入端PS21相连，光移相器2的输出端与光耦合器1的输入端口OC13相连；MZM3的两个射频输入端MZM3a和MZM3b都和射频源输出端RFin相连；光耦合器1的输出端口OC14与光输出端口S3相连接；激光器输出连续光信号与偏振控制器2输出的光信号经光耦合器2耦合后送至光分束器，再经光分束器分成三路后分别送至MZM1、MZM2、MZM3的光输入端口；射频源输出射频信号经电功分后，分别送至MZM1的射频输入端MZM1a、MZM2的射频输入端MZM2a、MZM3两个射频输入端MZM3a和MZM3b和电相移器...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋炜，赵尚弘，秦伟泽，李小军，梁栋，朱忠博，谭庆贵，张羽，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61