抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置制造方法及图纸

本发明专利技术抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置，包括激光器、双驱动双平行马赫曾德尔调制器(包括子调制器一、二)、第一90

【技术实现步骤摘要】
抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置


[0001]本专利技术属于微波光子学
，具体涉及一种抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置。

技术介绍

[0002]线性啁啾微波波形被广泛应用于雷达中，以提高探测距离和距离分辨率。传统技术中，线性啁啾微波波形是通过电压控制振荡器用电产生的。线性斜坡控制电压或直接数字合成器。然而，产生的信号的中心频率和带宽受到电子瓶颈的限制。与电学方法相比，在光域产生微波啁啾信号具有瞬时超宽带高、光谱调谐范围大和抗干扰能力强等优点。到目前为止，已经出现了大量基于微波光子学的线性啁啾微波波形方案。例如频时映射和光学外差。
[0003]为了进一步提高啁啾射频信号的时间带宽积，本领域技术人员提出了基于扫频光电振荡器、利用外部调制器进行频率带宽乘的方法。这在现代雷达系统中很重要。然而，线性啁啾微波波形具有大范围的多普勒耦合刀边缘模糊耦合。为了克服这一缺陷，本领域技术人员提出了由两个线性啁啾互补的微波波形组成的双啁啾微波波形。在一些情况下，发送双啁啾微波波形是一个更好的解决方案。然而在某些场景中，如多功能雷达系统，为了响应不同的需求，需要可切换的多格式啁啾波形，而现有的方法结构复杂且传输受到光纤周期性功率衰弱的限制。
[0004]针对以上技术问题，本专利技术对其进行改进。

技术实现思路

[0005]基于现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供一种抗色散功率衰弱且可切换多格式啁啾波形的光子产生装置。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置，包括激光器、双驱动双平行马赫曾德尔调制器(包括子调制器一、子调制器二)、第一90
°
电桥、第二90
°
电桥、单模光纤、带通滤波器、光电检测器、电源控制单元；激光器输出的激光输入双驱动双平行马赫曾德尔调制器，射频信号通过第一90
°
电桥分成相位相差90
°
的两路分别加载子调制器一的两射频输入口，单啁啾信号通过第二90
°
电桥分成相位相差90
°
的两路分别加载到子调制器二的两射频输入口，双驱动双平行马赫曾德尔调制器与单模光纤相连，单模光纤通过光电探测器连接带通滤波器；电源控制单元控制子调制器二的直流偏置点使之工作在单边带调制模式下，通过调节子调制器一和主调制器的直流偏置点来切换下啁啾、双啁啾、上啁啾波形的产生，且生成的波形具有抗色散功率衰弱的功能。本专利技术可实现抗色散功率衰弱且可切换多格式啁啾波形产生，应用于多功能雷达等领域。
[0008]作为优选方案，所述双驱动双平行调制器有三个直流偏置输入，其中偏置2理想状
态下的输入电压等于V
π
为调制器的半波电压，即子调制器二工作在正交偏置点，偏置1、偏置3理想状态下根据需要的上啁啾、双啁啾或上啁啾波形来调节，由电源控制单元来控制输入。
[0009]作为优选方案，若要产生下啁啾波形，则使偏置1、偏置3引起的相移分别为和π；若要产生双啁啾波形，则偏置1、偏置3引起的相移分别为和m1为射频信号的调制系数，J
n
()表示第一类贝塞尔函数；若要产生上啁啾波形，则偏置1、偏置3引起的相移为
[0010]作为优选方案，所述的90
°
电桥实际上起到分路和移相的作用，也可以由其他分路和移相的器件所替代。
[0011]作为优选方案，所述的电源控制单元是偏置点自动控制电路，电源控制单元可以由不同的可调直流电压源构成。
[0012]本专利技术与现有技术相比，有益效果是：
[0013](1)通过调节调制器的直流偏置点来完成下啁啾、双啁啾、下啁啾之间的切换，无偏振且结构简单。
[0014](2)通过啁啾信号的单边带调制，消除了色散所引起的信号功率衰弱。
附图说明
[0015]图1是本专利技术抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置的基础结构示意图；
[0016]图2是本专利技术实施生成的下啁啾、双啁啾，上啁啾波形的时域波形图、时
‑
频图和电谱图；
[0017]图3是本专利技术实施生成的下啁啾、双啁啾，上啁啾波形经过光纤传输后的时
‑
频图和电谱图；
[0018]图4是本专利技术实施生成的下啁啾、双啁啾，上啁啾波形经过和光纤传输损耗相同的衰减器后的时
‑
频图和电谱图。
具体实施方式
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。
[0020]如图1所示，本专利技术实施例一种抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置，其包括激光器1、双驱动双平行马赫曾德尔调制器2(包括子调制器2a、子调制器2b)、第一90
°
电桥6、第二90
°
电桥7、单模光纤3、光电检测器4、带通滤波器5、电源控制单元8。激光器1输出的激光输入双驱动双平行马赫曾德尔调制器2，射频信号通过第一90
°
电桥6分成相位相差90
°
的两路分别加载子调制器2a的上下射频输入口，单啁啾信号通过第二90
°
电桥7分成相位相差90
°
的两路分别加载到子调制器2b的上下射频输入口；双驱动双平行马赫则德尔调制器与单模光纤3相连，单模光纤3通过光电探测器4连接带通滤波器5；电源控
制单元8控制子调制器2b的直流偏置点使之工作在单边带调制模式下，通过调节子调制器2a和主调制器2的直流偏置点来切换下啁啾、双啁啾、上啁啾波形的产生，且生成的波形具有抗色散功率衰弱的功能。
[0021]在本实施例中，90
°
电桥起到分路和移相的作用，其可以由其他分路和移相的器件所替代。电源控制单元是偏置点自动控制电路，电源控制单元可以由不同的可调直流电压源构成。
[0022]双驱动双平行调制器2有三个直流偏置输入，其中偏置2理想状态下的输入电压等于V
π
为调制器的半波电压，也就是子调制器2a工作在正交偏置点，偏置1、偏置3理想状态下根据需要的上啁啾、双啁啾或上啁啾波形来调节，由电源控制单元8来控制输入。
[0023]若要产生下啁啾波形，则使偏置1、偏置3引起的相移分别为和π；若要产生双啁啾波形，则偏置1、偏置3引起的相移分别为和m1为射频信号的调制系数，J
n
()表示第一类贝塞尔函数；若要产生上啁啾波形，则偏置1、偏置3引起的相移为
[0024]具体原理说明如下：假设输入光信号的光场为E0和ω0分别为激光信号幅度和角频率，射频信号为V
1 cos(ω1t),V1和ω1分别为射频信号振幅和角频率，单啁啾信号为V
2 cos(ω2t+kt2),V2、ω2和k分别为单啁啾信号的振幅、角频率和啁啾率。
[0025]子调制器2a输出光信号光场表达本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置，其特征是单元包括激光器(1)、双驱动双平行马赫曾德尔调制器(2)、单模光纤(3)、光电检测器(4)、带通滤波器(5)、第一90
°
电桥(6)、第二90
°
电桥(7)、电源控制单元(8)；双驱动双平行马赫曾德尔调制器(2)包括子调制器一(2a)、子调制器二(2b)；激光器(1)输出的激光输入双驱动双平行马赫曾德尔调制器(2)；射频信号通过第一90
°
电桥(6)分成相位相差90
°
的两路分别加载子调制器一(2a)的两射频输入口，单啁啾信号通过第二90
°
电桥(7)分成相位相差90
°
的两路分别加载到子调制器二(2b)的两射频输入口；双驱动双平行马赫曾德尔调制器(2)与单模光纤(3)相连，单模光纤(3)通过光电探测器(4)连接带通滤波器(5)；电源控制单元(8)控制子调制器二(2b)的直流偏置点使之工作在单边带调制模式下，通过调节子调制器一(2a)与双驱动双平行马赫曾德尔调制器(2)的直流偏置点来切换下啁...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄超群，池灏，杨波，杨淑娜，欧军，翟彦蓉，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：