一种八倍频光载PSK微波信号产生装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种八倍频光载PSK微波信号产生装置及其方法，激光器发出光波经集成调制器被携带数据的微波信号调制，集成调制器包括两个子调制器及相移为π/2的光移相器，两个子调制器偏置在最小输出点，两者微波驱动信号相位差为π/2，每个子调制器两臂相位差都为π；集成调制器上下两臂输出两路信号相加生成4k+3(k=0，

【技术实现步骤摘要】
一种八倍频光载PSK微波信号产生装置及其方法


[0001]本专利技术涉及光电信号处理
，特别是涉及一种八倍频光载PSK微波信号产生装置及其方法。

技术介绍

[0002]随着信息社会的快速发展，用户对无线通信接入的带宽和速率提出了更高要求。微波通信因其高带宽成为宽带无线通信的有力竞争者。60GHz及以上频率波段将成为无线局域网的首选频段。
[0003]光纤无线通信RoF技术结合了光纤通信的带宽大和无线通信接入灵活等优点，能提高微波通信的传输距离。然而，受限于典型铌酸锂马赫曾德尔调制器（MZM）不太高的频率响应（< 40 GHz），直接将微波信号调制到光频上存在困难，同时高频微波器件的成本较高，这些都需要采用多倍频技术产生高频光载微波信号。因此如何产生高质量的多倍频光载微波信号就成为了问题的突破口。
[0004]普通方案产生光载微波信号的两个边带上都携带有数据信号，接收端光电探测时会产生相位失真，因而只适用于ASK幅移键控信号，而不能产生特别适合无线通信的PSK相移键控或QAM正交振幅键控信号。因此如何产生高频光载PSK或QAM微波信号就成为了实现高效光纤无线通信RoF的关键问题。
[0005]八倍频技术可以生成60GHz及以上频率的高频微波信号，并且能很大程度地降低对MZM调制器带宽和微波器件的频率响应的要求。目前现有技术中能够产生高频光载PSK或QAM微波信号的方法有：1、预编码+波长选择开关+相位调制器法（七倍频）[Optics Communications, 2019， 435：232
‑
238]；2、预编码+波长选择开关+马赫曾德尔调制器法（八倍频） [IEEE Photonic Technology Letters， 2015，27(12)：1257
‑
1260]；3、光滤波器+马赫曾德尔调制器法（四倍频）[中国激光，2018，45(10)：1006005
‑1‑
7]。
[0006]然而，上述产生高频光载PSK或QAM微波信号的方法存在一些不足。前两种方法中的预先编码大大增加了调制器驱动电路的复杂度并降低了系统的稳定性。而且这三种方法都需要使用额外的波长选择开关或光滤波器来滤掉不需要的光边带，这样又会妨碍其在波分复用WDM
‑
RoF系统和上变频系统中的应用，也增加了系统的复杂程度并限制了其可调谐性。

技术实现思路

[0007]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种八倍频光载PSK微波信号产生装置及其方法，能够应用于波分复用光纤无线通信WDM—RoF系统。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种八倍频光载PSK微
波信号产生装置，包括：激光器、微波信号发生器、电相位调制器、电移相器、电增益器、集成调制器、单模光纤和探测器，所述激光器发出的光波经过集成调制器被微波信号调制；所述集成调制器由并行的子调制器MZM1和MZM2以及相移为π/2的光移相器构成，两个子调制器MZM1和MZM2都偏置在最小输出点，两个子调制器微波驱动信号之间的相位差为π/2，每个子调制器两臂微波驱动信号之间的相位差都为π，由电移相器实现；集成调制器上下两臂输出的两路信号相加会生成4k+3(k=0，
ꢀ±
1，
±2…
)阶边带，设置合适的集成调制器的调制指数m，使幅度正比于1阶贝塞尔函数J1(m)的
‑
1阶边带为零，则上下两路信号相加输出主要为(
‑
5，+3)阶边带，经过光纤传输后正3阶边带和负5阶边带在光电探测器拍频产生八倍频微波信号；数据信号通过电相位调制器对微波信号发生器产生的微波信号进行相位调制，被数据相位调制的微波信号和经增益的数据信号相加后驱动两个子调制器，通过设置合适的电相位调制器的相位调制参数和电增益器的增益系数，使产生的光载微波信号仅有正3阶边带携带数据，且该数据调制格式为相移键控PSK。
[0009]在本专利技术一个较佳实施例中，设置合适的集成调制器的调制指数m以使J1(m)的
‑
1阶边带为零， 其中m= 3.832。
[0010]在本专利技术一个较佳实施例中，设置合适的电相位调制器的相位调制参数和电增益器的增益系数以使产生的光载微波信号仅有正3阶边带携带数据d(t)，其中电相位调制器的相位调制参数=π/8，电增益器的增益系数=5/8V
π
，V
π
为子调制器的半波电压，d(t) =0或1时拍频产生的八倍频微波信号的相位为0或π，就产生了八倍频相移键控PSK微波信号。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种八倍频光载PSK微波信号产生方法，通过所述的八倍频光载PSK微波信号产生装置实现，包括如下步骤：激光器发出的光波经过集成调制器被微波信号调制；集成调制器上下两臂的两个子调制器MZM1和MZM2都偏置在最小输出点，由电移相器实现两个子调制器微波驱动信号之间的相位差为π/2，每个子调制器两臂微波驱动信号之间的相位差都为π，集成调制器上下两臂输出的两路信号相加会生成4k+3(k=0，
ꢀ±
1，
±2…
)阶边带；设置合适的MZM调制指数m，使幅度正比于1阶贝塞尔函数J1(m)的
‑
1阶边带为零，则上下两路信号相加输出主要为(
‑
5，+3)阶边带而其它高于7阶的4k+3阶边带幅度很小可忽略；
‑
1阶边带的幅度正比于1阶贝塞尔函数J1(m)，m为MZM的调制指数，通过设置m = 3.832 ，使J1(m)= 0，即消除了
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1阶边带；当
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1阶边带为零时，经过光纤传输后正3阶边带和负5阶边带在光电探测器拍频产生八倍频微波信号；数据信号通过电相位调制器对微波信号发生器产生的微波信号进行相位调制，电相位调制器的相位调制参数设置为π/8，被数据相位调制的微波信号和经增益的数据信号相加后驱动集成调制器，设置电增益器的增益系数5/8V
π
，V
π
为子调制器的半波电压，使产生的光载微波信号仅有正3阶边带携带数据d(t)，d(t)为0或1时拍频产生的八倍频微波信号的相位为0或π，这样就产生了八倍频相移键控PSK微波信号。
[0012]在本专利技术一个较佳实施例中，输入光波经过集成MZM调制器被频率为ω
m
的微
波信号调制，两个子调制器MZM1和MZM2的驱动电压分别为和，则集成调制器上下两臂MZM1和MZM2的输出信号可分别表示为：式中，是MZM子调制器的调制指数，是微波信号的振幅，上下两路信号相加可得集成调制器的输出为：输出为4k+3（k=0,
ꢀ±
1,
ꢀ±2…
）阶边带，设置调制指数m使J1(m) = 0可消除负1阶边带，其中m = 3.832，而其它高于7阶的4k+3阶分量幅度很小可忽略，故集成调制器的输出可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种八倍频光载PSK微波信号产生装置，其特征在于，包括：激光器、微波信号发生器、电相位调制器、电移相器、电增益器、集成调制器、单模光纤和探测器，所述激光器发出的光波经过集成调制器被微波信号调制；所述集成调制器由并行的子调制器MZM1和MZM2以及相移为π/2的光移相器构成，两个子调制器MZM1和MZM2都偏置在最小输出点，两个子调制器微波驱动信号之间的相位差为π/2，每个子调制器两臂微波驱动信号之间的相位差都为π，由电移相器实现；集成调制器上下两臂输出的两路信号相加会生成4k+3(k=0，
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1，
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)阶边带，设置合适的集成调制器的调制指数m，使幅度正比于1阶贝塞尔函数J1(m)的
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1阶边带为零，则上下两路信号相加输出主要为(
‑
5，+3)阶边带，经过光纤传输后正3阶边带和负5阶边带在光电探测器拍频产生八倍频微波信号；数据信号通过电相位调制器对微波信号发生器产生的微波信号进行相位调制，被数据相位调制的微波信号和经增益的数据信号相加后驱动两个子调制器，通过设置合适的电相位调制器的相位调制参数和电增益器的增益系数，使产生的光载微波信号仅有正3阶边带携带数据，且该数据调制格式为相移键控PSK。2.根据权利要求1所述的八倍频光载PSK微波信号产生装置，其特征在于，设置合适的集成调制器的调制指数m以使J1(m)的
‑
1阶边带为零， 其中m= 3.832。3.根据权利要求1所述的八倍频光载PSK微波信号产生装置，其特征在于，设置合适的电相位调制器的相位调制参数和电增益器的增益系数以使产生的光载微波信号仅有正3阶边带携带数据d(t)，其中电相位调制器的相位调制参数=π/8，电增益器的增益系数=5/8V
π
，V
π
为子调制器的半波电压，d(t) =0或1时拍频产生的八倍频微波信号的相位为0或π，就产生了八倍频相移键控PSK微波信号。4.一种八倍频光载PSK微波信号产生方法，其特征在于，通过如权利要求1
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3任一项所述的八倍频光载PSK微波信号产生装置实现，包括如下步骤：激光器发出的光波经过集成调制器被微波信号调制；集成调制器上下两臂的两个子调制器MZM1和MZM2都偏置在最小输出点，由电移相器实现两个子调制器微波驱动信号之间的相位差为π/2，每个子调制器两臂微波驱动信号之间的相位差都为π，集成调制器上下两臂输出的两路信号相加会生成4k+3(k=0，
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【专利技术属性】
技术研发人员：石明，陈小刚，
申请(专利权)人：江苏南方信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：