一种面向不同电子系统应用的超宽带一体化柔性变频装置制造方法及图纸

本发明专利技术本发明专利技术涉及光通信技术领域，提出了一种面向不同电子系统应用的超宽带一体化柔性变频装置。利用中心波长可调谐、滤波带宽可重构的微波光子矩形滤波器，可以实现来自不同电子系统应用的不同中心频率、不同带宽微波信号的光域灵活弹性切分，能够满足变频系统超宽带、多功能、一体化、低串扰、可集成等要求。此外，该方案具有可集成、大带宽、综合化的优势，相对于广泛研究的外部电光调制变频方案而言，该方案基于可重构微波光子矩形滤波器实现宽频信号弹性切分，提升了系统灵活性和综合性，降低了串扰分量。此方案还包含了光精细移频及多通道混频功能，可实现不同电子系统应用信号的同时变频处理。的同时变频处理。的同时变频处理。

【技术实现步骤摘要】
一种面向不同电子系统应用的超宽带一体化柔性变频装置


[0001]本专利技术涉及光通信
，主要涉及利用可重构微波光子滤波器实现超宽带可集成多功能一体化柔性变频技术。

技术介绍

[0002]信息技术的发展促使现代战争形态演进为信息战争，制信息权对全面控制作战空间与占据信息化战争优势角色具有至关重要的作用。为了持续有效地获取信息与战场优势，单一功能的电子系统已无法满足战场态势全域感知、及时分发、迅速决策与有效打击的需求。现代电子系统正在变得越来越综合化，诸如探测、通信、控制等两种或以上的电子系统将会共享一套射频物理硬件和数字处理单元，并通过软件控制实现系统功能的可重构。
[0003]变频技术是现代电子系统中接收机和发射机的关键组成，可有效提高处理高频信号能力和抗干扰能力，并降低对模数转换采样率的需求。传统微波变频技术主要通过二极管、三极管和有源晶体管变频器来实现。然而，在现代电子系统的工作频率向高频段不断拓展的当下，由于电子器件的自身缺陷，传统电子手段难以突破高频段、超宽带、灵活重构的瓶颈限制，在对多频段射频信号变频时易出现频段间串扰、镜频干扰和本振泄露等问题。通过多次变频来避免镜频干扰不仅会严重降低系统的动态范围和变频效率，而且需要大量本振源和混频器，这将大幅增加系统成本、复杂度和体积功耗重点等。因此，传统电子手段难以满足现代综合一体化电子系统多频段大带宽、多功能可重构的发展需求。不同于传统的电子技术，光子技术具有大瞬时带宽、宽频谱覆盖、低传输损耗、灵活可重构、抗电磁干扰等技术优势，微波光波高效融合形成微波光子技术，能够提供一类多频段大带宽、抗电磁串扰和低复杂度的变频方案。
[0004]目前，外部电光调制器法是国内外研究最为广泛的微波光子变频方案，该方案利用电光调制器件来实现频率变换，其中电光调制器件可以是单个电光调制器混频调制，也可以是多个电光调制器复合调制，或是集成性电光调制器调制。其中，单个电光调制器混频调制方案是将信号和本振一同加载在单个电光调制上，再利用光电探测器将产生的混频信号探测出来，从而得到变频信号。该方案利用电光调制器的非线性传输区域，通常需要较大的射频驱动功率，不适用于实际应用中常见的小信号情况；多个电光调制器复合调制方案将多个电光调制器进行分离式布置，能够有效避免信号与本振过早地混频而产生干扰信号，且不以非线性传输为原理，使得该方案具备并行处理多路信号的能力，但该变频方案的最大缺点是过多的调制器增大了链路损耗、降低了变频效率；另外，在第二级调制过程中，本振会同时加载在第一级调制产生的信号的各阶谐波分量上，变频输出的信号中具有相对较多的杂散分量；而集成性电光调制器调制方案则是将常用的电光调制器布设结构集成到一个调制器件中，形成集成调制器。双平行马赫曾德尔强度调制器是一个典型的集成调制器代表。信号和本振可以在一个集成调制器中分别进行强度调制，并且集成化的光波导能够有效缩短分立器件之间的传输间隔，减少光纤耦合次数，降低光信号在传输中的损耗。相比于级联强度调制器的变频方案，基于双平行马赫曾德尔强度调制器的变频方案具有低噪
声系数和高无杂散动态范围的特点，与其它级联调制器变频方案相比，该方案使得频率转换效率提高了约23dB。但在一体化射频处理方面，该方案无法区分同时输入的、多频段不同带宽的多功能信号，导致严重的串扰分量。

技术实现思路

[0005]为了解决技术背景中所存在的问题，本专利技术提出了一种面向不同电子系统应用的超宽带一体化柔性变频装置。本专利技术方案利用中心波长可调谐、滤波带宽可重构的微波光子矩形滤波器，可以实现来自不同电子系统应用的不同中心频率、不同带宽微波信号的光域灵活弹性切分，能够满足变频系统超宽带、多功能、一体化、低串扰、可集成等要求。
[0006]本专利技术具体采用了以下技术方案：
[0007]一种面向不同电子系统应用的超宽带一体化柔性变频装置，包括多业务信号调制模块、信号弹性选择模块、光学精细移频模块和相干解调混频模块；
[0008]多业务信号调制模块，用于将不同频率及不同带宽的多业务宽带信号调制到光载波上输出至信号弹性选择模块，并将光本振信号输出至光学精细移频模块；
[0009]信号弹性选择模块，用于根据外部控制调整中心波长和带宽，对输入的光信号进行可重构滤波处理，弹性切分具有不同频率及不同带宽的不同业务宽带信号，并将切分后的光载业务宽带信号输出至相干解调混频模块；
[0010]光学精细移频模块，用于根据外部控制对光本振信号进行移频，将移频后的光本振信号输出至相干解调混频模块；
[0011]相干解调混频模块，用于将具有不同频率及不同带宽的光载业务宽带信号与对应频率的光本振信号进行合束，并进行光电转换得到目标中频信号。
[0012]进一步的，所述的多业务信号调制模块包括激光器、光耦合器、电光调制器、微波放大器、微波移相器和微波合束器；
[0013]接收到的多业务宽带信号分别经过微波放大器进行信号功率的放大，经过微波移相器进行相位的调节，以及经过微波合束器进行合束，合束后的业务信号输出至电光调制器；
[0014]激光器用产生连续光信号，并经光耦合器进行分束，分束后的光信号一路作为信号光输出至电光调制器，一路作为本振光输出至光学精细移频模块；
[0015]电光调制器将合束后的业务信号调制到信号光上，并输出至信号弹性选择模块。
[0016]进一步的，电光调制器的种类包括但不限于相位调制器、强度调制器和双平行马赫增德尔调制器。
[0017]进一步的，电光调制器的调制类型包括相位调制、强度调制、单边带调制和载波抑制单边带调制。
[0018]进一步的，信号弹性选择模块为可重构微波光子滤波器，可重构微波光子滤波器的种类包括并联微环谐振腔滤波器、串联微环谐振腔滤波器和级联的微环辅助马赫曾德尔干涉仪滤波器。
[0019]进一步的，相干解调混频模块包括光合束器和光电探测器；光合束器将不同频率及不同带宽的光载业务宽带信号与对应频率的光本振信号进行合束，光电探测器对合束后的信号进行光电转换得到中频信号。
[0020]本专利技术相比现有技术优点为：
[0021]本专利技术利用基于可重构微波光子滤波器实现宽频信号弹性切分以产生不同带宽、不同频率范围宽带信号，提升了系统灵活性和综合性同时降低了通道间的串扰，方案中所包含的基于集成性电光调制器的光精细移频降低链路损耗、提高变频效率，多通道混频功能可实现宽带信号的任意中心频率的变频，从而实现不同电子系统应用信号的灵活可调谐变频处理，为实现超宽带可集成柔性变频系统的实现提供了可靠的技术路径。
[0022]此外，本专利技术方案具有可集成、大带宽、综合化的优势，相对于广泛研究的外部电光调制变频方案而言，该方案基于可重构微波光子矩形滤波器实现宽频信号弹性切分，提升了系统灵活性和综合性，降低了串扰分量。此方案还包含了光精细移频及多通道混频模块，可实现不同电子系统应用信号的同时变频处理。
附图说明
[0023]图1为本专利技术超宽带一体化柔性变频装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向不同电子系统应用的超宽带一体化柔性变频装置，其特征在于，包括多业务信号调制模块、信号弹性选择模块、光学精细移频模块和相干解调混频模块；多业务信号调制模块，用于将不同频率及不同带宽的多业务宽带信号调制到光载波上输出至信号弹性选择模块，并将光本振信号输出至光学精细移频模块；信号弹性选择模块，用于根据外部控制调整中心波长和带宽，对输入的光信号进行可重构滤波处理，弹性切分具有不同频率及不同带宽的不同业务宽带信号，并将切分后的光载业务宽带信号输出至相干解调混频模块；光学精细移频模块，用于根据外部控制对光本振信号进行移频，将移频后的光本振信号输出至相干解调混频模块；相干解调混频模块，用于将具有不同频率及不同带宽的光载业务宽带信号与对应频率的光本振信号进行合束，并进行光电转换得到目标中频信号。2.根据权利要求1所述的一种面向不同电子系统应用的超宽带一体化柔性变频装置，其特征在于，所述的多业务信号调制模块包括激光器、光耦合器、电光调制器、微波放大器、微波移相器和微波合束器；接收到的多业务宽带信号分别经过微波放大器进行信号功率的放大，经过微波移相器进行相位的调节，以及经过微波合束器进行合束，合束后的业务信号输出至电光调制器；激...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘安妮，李昊阳，李少波，尹辰松，安东，马向，吕明阳，王东杰，齐合飞，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：