微波光子变频器制造技术

本发明专利技术提供一种微波光子变频器，包括第一相位调制器、第二相位调制器、光滤波环路和光电探测器，第一相位调制器用于采用第一电信号对光载波进行相位调制；第二相位调制器用于采用第二电信号对第一相位调制器输出的光信号进行相位调制；光滤波环路用于基于光纤的布里渊散射效应和受激布里渊散射效应，对第二相位调制器输出的光信号中的光载波进行抑制；光电探测器用于将光滤波环路输出的对应频率范围内的光信号转换成电信号。本发明专利技术通过采用相位调制器，可以降低插入损耗；通过采用光滤波环路，基于光纤的布里渊散射效应和受激布里渊散射效应，对光信号中的光载波进行抑制，可以在消除光载波偏置点漂移问题的同时简化器件，增强器件工作稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微波光子领域，具体涉及一种微波光子变频器。
技术介绍
随着宽带无线接入技术、雷达、相控阵天线技术等无线通信系统对带宽需求的不断增加，传输的信号频率进一步向更高频段的微波、毫米波频段延伸，面对如此高频率的信号，电学系统处理能力的不足越加明显，因此研究与开发具有超大带宽、超高信号处理能力的光子系统尤为重要。微波光子变频器作为通信系统重要的功能单元，在国内外也得到了广泛的研究。传统的变频器采用电光强度调制器级联实现光域电信号频率下转换，由于强度调制器由马赫曾德尔干涉结构制作而成，因此插入损耗较大；另外，强度调制器存在光载波偏置点漂移问题，为了消除偏置点漂移的问题，需要对强度调制器进行偏置控制，无论是采用功率法还是导频法控制，都会增加器件的复杂程度、降低器件的工作稳定度。
技术实现思路
本专利技术提供一种微波光子变频器，以解决目前微波光子变频器插入损耗较大、器件复杂程度高以及稳定性较差的问题。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种微波光子变频器，包括第一相位调制器、第二相位调制器、光滤波环路和光电探测器，其中所述第一相位调制器用于采用第一电信号对光载波进行相位调制；所述第二相位调制器用于采用第二电信号对所述第一相位调制器输出的光信号进行相位调制；所述光滤波环路用于基于光纤的布里渊散射效应和受激布里渊散射效应，对所述第二相位调制器输出的光信号中的光载波进行抑制；所述光电探测器用于将所述光滤波环路输出的对应频率范围内的光信号转换成电信号。在一种可选的实现方式中，所述光滤波环路包括输入装置、光纤和输出装置，其中所述输入装置用于输入所述第二相位调制器输出的光信号，并通过所述光纤将所述光信号传输给所述输出装置；所述光纤在传输所述第二相位调制器输出的光信号时，所述光信号中的光载波作为泵浦光，在所述光纤的布里渊散射效应的作用下产生斯托克斯光，反向传输至所述输入装置；所述输入装置将所述斯托克斯光传输给所述输出装置；所述输出装置将所述斯托克斯光传输给所述光纤，在所述光纤中所述斯托克斯光与所述第二相位调制器输出的光信号中的光载波相向传输，从而发生受激布里渊散射效应，在所述受激布里渊散射效应的作用下所述第二相位调制器输出的光信号中的光载波得到抑制，此后将所述第二相位调制器输出的光信号中的剩余分量输出给所述光电探测器。在另一种可选的实现方式中，所述输入装置为第一光环形器，所述第一光环形器上按顺序设置有第一端口、第二端口和第三端口，其中所述第一光环形器的第一端口作为所述光滤波环路的输入端，与所述第二相位调制器的输出端连接，所述第一光环形器的第二端口通过所述光纤与所述输出装置的第二端口连接，所述第一光环形器的第三端口与所述输出装置的第一端口连接。在另一种可选的实现方式中，所述输出装置为第二光环形器，所述第二光环形器上按顺序设置有第一端口、第二端口和第三端口，其中所述第二关环形器的第一端口作为所述输出装置的第一端口，与所述第一光环形器的第三端口连接，所述第二关环形器的第二端口作为所述输出装置的第二端口，通过所述光纤与所述第一光环形器的第二端口连接，所述第三端口作为所述光滤波环路的输出端，与所述光电探测器的输入端连接。在另一种可选的实现方式中，所述光纤为色散位移光纤。在另一种可选的实现方式中，所述第一相位调制器输出的光信号中包括光载波信号以及经所述第一相位调制器调制后的光载波信号。在另一种可选的实现方式中，所述第二相位调制器输出的光信号包括光载波信号、经所述第一相位调制器调制后的光载波信号、经所述第二相位调制器调制后的光载波信号以及经所述第一相位调制器和所述第二相位调制器调制后的光载波信号。在另一种可选的实现方式中，所述光滤波环路输出的光信号包括经所述第一相位调制器调制后的光载波信号、经所述第二相位调制器调制后的光载波信号以及经所述第一相位调制器和所述第二相位调制器调制后的光载波信号。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过采用级联相位调制器，可以降低插入损耗；通过采用光滤波环路，并使光滤波环路基于光纤的布里渊散射效应和受激布里渊散射效应，对光信号中的光载波进行抑制，可以在消除光载波偏置点漂移问题的同时简化器件，增强器件工作稳定性，并且可以降低光载波对输出光信号的干扰，从而降低输入电信号在输出信号中的泄露；2、本专利技术通过采用光环形器控制光信号在光滤波环路中的传输，使得整个变频器组件更加简单。附图说明图1是本专利技术微波光子变频器的一个实施例电路示意图；图2是本专利技术微波光子变频器频谱处理过程的一个实施例示意图；图3是本专利技术微波光子变频器的归一化变频增益随光载波抑制系数的变化关系示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例中的技术方案，并使本专利技术实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术实施例中技术方案作进一步详细的说明。在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。参见图1，为本专利技术微波光子变频器的一个实施例电路示意图。该微波光子变频器可以包括第一相位调制器110、第二相位调制器120、光滤波环路130和光电探测器140，第一相位调制器110的第一输入端输入光载波，第二输入端输入第一电信号，其可以采用第一电信号对光载波进行相位调制；第二相位调制器120的第一输入端输入第二电信号，第二输入端连接第一相位调制器110的输出端，其可以采用第二电信号对第一相位调制器110输出的光信号进行相位调制，其中第一相位调制器110输出的光信号中可以包括光载波信号以及经第一相位调制器110调制后的光载波信号。若设光载波信号的频率为fc，第一电信号的频率为fRF，则经第一相位调制器110调制后的光载波信号的频率可以为fc±fRF。光滤波环路130的输入端与第二相位调制器120的输出端连接，其可以基于光纤的布里渊散射效应和受激布里渊散射效应，对第二相位调制器120输出的光信号中的光载波进行抑制，其中第二相位调制器120输出的光信号可以包括光载波信号、经第一相位调制器110调制后的光载波信号、经第二相位调制器120调制后的光载波信号以及经第一相位调制器110和第二相位调制器120调制后的光载波信号。同样地，若设光载波信号的频率为fc，第一电信号的频率为fRF，第二电信号的频率为fLO，则经第一相位调制器110调制后的光载波信号的频率可以为fc±fRF，经第二相位调制器120调制后的光载波信号的频率可以为fc±fLO，经第一相位调制器110和第二相位调制器120调制后的光载波信号的频率可以为fc±(fRF-fLO)。光电探测器140的输入端与光滤波环路130的输出端连接，其可以将光滤波环路130输出的对应频率范围内的光信号转换为电信号，其中光滤波环路130输出的光信号可以包括经第一相位调制器110调制后的光载波信号、经第二相位调制器120调制后的光载波信号以及经第一相位调制器110和第二相位调制器120调制后的光载波信号。本实施例中，光载波可以由激光器等光源发生器产生。该光滤波环路130可以包括输入装置131、光纤132本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波光子变频器，其特征在于，包括第一相位调制器、第二相位调制器、光滤波环路和光电探测器，其中所述第一相位调制器用于采用第一电信号对光载波进行相位调制；所述第二相位调制器用于采用第二电信号对所述第一相位调制器输出的光信号进行相位调制；所述光滤波环路用于基于光纤的布里渊散射效应和受激布里渊散射效应，对所述第二相位调制器输出的光信号中的光载波进行抑制；所述光电探测器用于将所述光滤波环路输出的对应频率范围内的光信号转换成电信号。

【技术特征摘要】
1.一种微波光子变频器，其特征在于，包括第一相位调制器、第二相位调制器、光滤波环路和光电探测器，其中所述第一相位调制器用于采用第一电信号对光载波进行相位调制；所述第二相位调制器用于采用第二电信号对所述第一相位调制器输出的光信号进行相位调制；所述光滤波环路用于基于光纤的布里渊散射效应和受激布里渊散射效应，对所述第二相位调制器输出的光信号中的光载波进行抑制；所述光电探测器用于将所述光滤波环路输出的对应频率范围内的光信号转换成电信号。2.根据权利要求1所述的微波光子变频器，其特征在于，所述光滤波环路包括输入装置、光纤和输出装置，其中所述输入装置用于输入所述第二相位调制器输出的光信号，并通过所述光纤将所述光信号传输给所述输出装置；所述光纤在传输所述第二相位调制器输出的光信号时，所述光信号中的光载波作为泵浦光，在所述光纤的布里渊散射效应的作用下产生斯托克斯光，反向传输至所述输入装置；所述输入装置将所述斯托克斯光传输给所述输出装置；所述输出装置将所述斯托克斯光传输给所述光纤，在所述光纤中所述斯托克斯光与所述第二相位调制器输出的光信号中的光载波相向传输，从而发生受激布里渊散射效应，在所述受激布里渊散射效应的作用下所述第二相位调制器输出的光信号中的光载波得到抑制，此后将所述第二相位调制器输出的光信号中的剩余分量输出给所述光电探测器。3.根据权利要求2所述的微波光子变频器，其特征在于，所述输入装置为第一光环形器，所述第一光环形器上按顺序设置有第一端口、第二端口和第三端口，其中所述第一光环形器...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖永川，瞿鹏飞，孙力军，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十四研究所，
类型：发明
国别省市：重庆;50