基于DPMZM的相位可调射频对消装置及其对消方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于DPMZM的相位可调射频对消装置及其对消方法，利用基于DPMZM的微波光子移相器补偿干扰信号经过不同损耗材料构成的界面时引起反射导致的相位误差，并通过平衡光电探测器实现干扰信号对消，从而达到提高系统的对消深度和大频段范围的信号对消目的。同时利用色散补偿模块补偿延时误差，可调光衰减器补偿幅度误差。

DPMZM-based Phase-tunable Radio Frequency Cancellation Device and Its Cancellation Method

The invention discloses a DPMZM-based phase-adjustable radio frequency cancellation device and its cancellation method. The DPMZM-based microwave photonic phase shifter is used to compensate the phase error caused by reflection when the interference signal passes through the interface composed of different loss materials, and the interference signal is cancelled by balancing photoelectric detectors, so as to improve the cancellation depth and large frequency range of the system. Cancellation purpose. At the same time, the dispersion compensation module is used to compensate the delay error and the adjustable optical attenuator is used to compensate the amplitude error.

【技术实现步骤摘要】
基于DPMZM的相位可调射频对消装置及其对消方法
本专利技术属于微波光子抗干扰技术，具体涉及一种基于DPMZM的相位可调射频对消装置及其对消方法。
技术介绍
在无线通信领域，为了解决频谱匮乏的问题，可以选择提高频谱资源的利用率。同时同频全双工技术利用同一个时段、同一个频段，同时发射和接收无线信号，使得无线通讯链路的频带效率增加了一倍。鉴于其高效利用频谱资源、节约时间资源、避免信号丢失的优势，同时同频技术已成为无线通信技术的重要传输方案。然而同时同频全双工技术面临如何获得足够的收发隔离度的挑战。因为收发模式同时进行，并且发射信号的功率远大于接收信号的功率，接收端不可避免的会受到来自发射信号的系统自干扰。并且由于泄露到接收端产生的干扰信号与目标信号的频率范围一致，无法利用滤波器实现泄露信号的滤除。国内外研究机构提出的众多解决方法中，射频对消技术是目前最具前景的提高系统隔离度的方法，因为它不仅可以主动对消系统自干扰，还可以和其他被动对消技术一并使用，共同抑制泄露信号。射频对消技术在实际应用中，还要考虑信号在传输过程中可能产生相位突变。对于宽带射频信号，随着频率的增加，信号产生的相位突变也随之增大，因此频段范围较大的信号，无法利用可调延时线进行补偿其相位误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于DPMZM的相位可调射频对消装置及其对消方法，解决了全双工系统抑制自干扰这一问题。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于DPMZM的相位可调射频对消装置，包括接收天线、发射天线、功分器、第一可调激光器、第一双平行马赫曾德尔调制器、第二可调激光器、第二双平行马赫曾德尔调制器、光带通滤波器、色散补偿模块、可调光衰减器、光耦合器和平衡光电探测器，第一可调激光器和第一双平行马赫曾德尔调制器通过光纤连接，接收天线与第一双平行马赫曾德尔调制器连接，第二可调激光器、第二双平行马赫曾德尔调制器、光带通滤波器、色散补偿模块、可调光衰减器通过光纤依次串联，可调光衰减器和第一双平行马赫曾德尔调制器通过光纤分别与光耦合器连接，光耦合器和平衡光电探测器连接，功分器通过电缆分别与发射天线和第二双平行马赫曾德尔调制器连接；射频信号经功分器分为两路，其中一路射频信号通过发射天线传向接收天线的过程中产生相位突变用来模拟产生相位突变的干扰信号，干扰信号由第一双平行马赫曾德尔调制器调制到具有一定波长的光载波上形成携带干扰信号信息的光载波；另一路用来模拟对消信号的射频信号则由功分器输出后直接送入第二双平行马赫曾德尔调制器调制到具有不同波长的光载波上形成携带对消信号信息的光载波；携带对消信号信息的光载波被色散补偿模块调节延时，被可调光衰减器调节幅度；最终携带干扰信号信息的光载波和携带对消信号信息的光载波被光耦合器合束，再由平衡光电探测器转换为电信号同时完成对消。一种基于DPMZM的相位可调射频装置的对消方法，方法步骤如下：步骤1：经发射天线传输至接收天线过程中产生相位突变的干扰信号，经第一双平行马赫曾德尔调制器调制到由第一可调激光器输出的具有一定波长的光载波上形成携带干扰信号信息的光载波；步骤2：同时经连接发射天线的功分器传输用来抑制干扰信号的对消信号，经第二双平行马赫曾德尔调制器调制到由第二可调激光器输出的波长不同的光载波上形成携带对消信号信息的光载波，通过光带通滤波器滤除其中一个单边带，通过色散补偿模块进行延时的调节，光可调衰减器进行幅度的调节，使得干扰信号和对消信号的幅度差小于1dB，延时差小于100ps；步骤3：最终两支路的光载波通过光耦合器合束为一路光载波，光载波经平衡光电探测器转换为电信号；满足了幅度和延时的匹配以及相位相差180度的前提，此时射频对消已完成，干扰信号得到抑制。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：(1)移相器能够在大频段范围内有效补偿干扰信号产生的相位突变，提高信号间相位匹配度。(2)色散补偿模块对信号延时的调节范围大，调谐精度高。(3)平衡光电探测器有效对消低频段处的信号，使系统对消深度大大提升，能够有效消除自干扰。附图说明图1为本专利技术基于DPMZM的相位可调的射频对消装置的结构图。图2为本专利技术双平行马赫曾德尔调制器的原理图。图3为加入滤波器前后的信号光谱以及光带通滤波器的传递函数图。图4为微波光子移相器的相位响应结果图。图5为实现对消情况下干扰信号与对消信号间的相位差图。图6为干扰信号的对消深度图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术给出了一种基于DPMZM的相位可调射频对消装置及其对消方法，相较于一般的抗干扰系统，本专利技术能补偿宽带信号的相位误差，实现对消信号和干扰信号相位相差180度的前提条件，再利用可调光衰减器使得信号间的幅度匹配，色散补偿模块使得信号间的延时匹配，最终由平衡光电探测器消除射频干扰信号。其中微波光子移相器由双平行马赫曾德尔调制器和光带通滤波器构成，双平行马赫曾德尔调制器不仅可以将射频信号调制到光载波上，还作为组成移相器的部分组件实现相位在-180度到+180度之间的调节。实现全双工无线通信的最大挑战是系统自干扰，即收发天线由于空间布局有限等众多因素的影响，发射信号不可避免的泄漏到接收信号上，引起通信失效。为了解决全双工系统抑制自干扰这一问题，人们提出射频对消技术，而对消系统的对消深度对幅度、相位的匹配程度要求较高。针对信号经过不同损耗材料构成的界面时引起反射造成的相位误差的问题，本专利技术提出基于微波光子移相器的干扰对消系统，补偿突变的相位，达到提升系统对消性能的目的。本专利技术所述的基于DPMZM的相位可调射频对消装置，包括接收天线、发射天线、功分器、第一可调激光器、第一双平行马赫曾德尔调制器、第二可调激光器、第二双平行马赫曾德尔调制器、光带通滤波器、色散补偿模块、可调光衰减器、光耦合器和平衡光电探测器，第一可调激光器和第一双平行马赫曾德尔调制器通过光纤连接，接收天线与第一双平行马赫曾德尔调制器连接，第二可调激光器、第二双平行马赫曾德尔调制器、光带通滤波器、色散补偿模块、可调光衰减器通过光纤依次串联，可调光衰减器和第一双平行马赫曾德尔调制器通过光纤分别与光耦合器连接，光耦合器和平衡光电探测器连接，功分器通过电缆分别与发射天线和第二双平行马赫曾德尔调制器连接。信号走向：射频信号经功分器分为两路，其中一路射频信号通过发射天线传向接收天线的过程中产生相位突变用来模拟产生相位突变的干扰信号，干扰信号由第一双平行马赫曾德尔调制器调制到具有一定波长的光载波上形成携带干扰信号信息的光载波。另一路用来模拟对消信号的射频信号则由功分器输出后直接送入第二双平行马赫曾德尔调制器调制到具有不同波长的光载波上形成携带对消信号信息的光载波。携带对消信号信息的光载波被色散补偿模块调节延时，被可调光衰减器调节幅度。最终携带干扰信号信息的光载波和携带对消信号信息的光载波被光耦合器合束，再由平衡光电探测器转换为电信号同时完成对消。本专利技术所述的基于双平行马赫曾德尔调制器的相位可调射频对消装置的对消方法，处理步骤如下：步骤1：经发射天线传输至接收天线过程中产生相位突变的干扰信号，经第一双平行马赫曾德尔调制器调制到由第一可调激光器输出的具有一定波长的光载波上形成携带干扰信号信息的光载波；步骤2：同时经连接发射天线的功分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DPMZM的相位可调射频对消装置，其特征在于：包括接收天线、发射天线、功分器、第一可调激光器、第一双平行马赫曾德尔调制器、第二可调激光器、第二双平行马赫曾德尔调制器、光带通滤波器、色散补偿模块、可调光衰减器、光耦合器和平衡光电探测器，第一可调激光器和第一双平行马赫曾德尔调制器通过光纤连接，接收天线与第一双平行马赫曾德尔调制器连接，第二可调激光器、第二双平行马赫曾德尔调制器、光带通滤波器、色散补偿模块、可调光衰减器通过光纤依次串联，可调光衰减器和第一双平行马赫曾德尔调制器通过光纤分别与光耦合器连接，光耦合器和平衡光电探测器连接，功分器通过电缆分别与发射天线和第二双平行马赫曾德尔调制器连接；射频信号经功分器分为两路，其中一路射频信号通过发射天线传向接收天线的过程中产生相位突变用来模拟产生相位突变的干扰信号，干扰信号由第一双平行马赫曾德尔调制器调制到具有一定波长的光载波上形成携带干扰信号信息的光载波；另一路用来模拟对消信号的射频信号则由功分器输出后直接送入第二双平行马赫曾德尔调制器调制到具有不同波长的光载波上形成携带对消信号信息的光载波；携带对消信号信息的光载波被色散补偿模块调节延时，被可调光衰减器调节幅度；最终携带干扰信号信息的光载波和携带对消信号信息的光载波被光耦合器合束，再由平衡光电探测器转换为电信号同时完成对消。...

【技术特征摘要】
1.一种基于DPMZM的相位可调射频对消装置，其特征在于：包括接收天线、发射天线、功分器、第一可调激光器、第一双平行马赫曾德尔调制器、第二可调激光器、第二双平行马赫曾德尔调制器、光带通滤波器、色散补偿模块、可调光衰减器、光耦合器和平衡光电探测器，第一可调激光器和第一双平行马赫曾德尔调制器通过光纤连接，接收天线与第一双平行马赫曾德尔调制器连接，第二可调激光器、第二双平行马赫曾德尔调制器、光带通滤波器、色散补偿模块、可调光衰减器通过光纤依次串联，可调光衰减器和第一双平行马赫曾德尔调制器通过光纤分别与光耦合器连接，光耦合器和平衡光电探测器连接，功分器通过电缆分别与发射天线和第二双平行马赫曾德尔调制器连接；射频信号经功分器分为两路，其中一路射频信号通过发射天线传向接收天线的过程中产生相位突变用来模拟产生相位突变的干扰信号，干扰信号由第一双平行马赫曾德尔调制器调制到具有一定波长的光载波上形成携带干扰信号信息的光载波；另一路用来模拟对消信号的射频信号则由功分器输出后直接送入第二双平行马赫曾德尔调制器调制到具有不同波长的光载波上形成携带对消信号信息的光载波；携带对消信号信息的光载波被色散补偿模块调节延时，被可调光衰减器调节幅度；最终携带干扰信号信息的光载波和携带对消信号信息的光载波被光耦合器合束，再由平衡光电探测器转换为电信号同时完成对消。2.根据权利要求1所述的基于DPMZM的相位可调射频装置，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵显，冀贞海，侯文栋，杨树树，刘志武，徐学华，
申请(专利权)人：中国航天科工集团八五一一研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32