一种光生超宽带脉冲信号装置及其方法，所述光纤孤子激光器中设置有光纤耦合器，通过光纤耦合器将产生亮孤子的孤子光纤激光输入延时器，通过控制延时器控制亮、暗孤子间的时间差，将已控制时间差的两种孤子输入到超宽带脉冲发生器以产生所需超宽带脉冲信号，后连接一孤子整形器改变超宽带脉冲信号形状；所述方法是通过光纤孤子激光器产生的亮、暗孤子相结合实现光生超宽带脉冲信号。本发明专利技术首次使用全光纤方法来产生超宽带脉冲信号，并通过控制光纤孤子激光器改变亮、暗脉冲，根据需要来调整超宽带脉冲信号谱宽。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超宽带脉冲信号装置及其方法，具体地是ー种利用孤子光纤激光器产生亮、暗孤子用于产生超宽带脉冲信号的装置及其方法。
技术介绍
超宽带脉冲系统以低占空比的超短冲激脉冲作为载体，无需载波调制，采用跳时扩谱(TH-超宽带脉冲)或直接序列扩谱(DS-超宽带脉冲)技术实现信息传输。超宽带脉冲是在整个非常宽的频率范围3. lGHz-10. 6GHz内传输数字数据的无线电技术。它使用通常低于-41dBm/MHz的超低传输功率，因此，该技术可以完全包括在其他现有的传输频率内，例如WI-FI、GSM和蓝牙，这意味着超宽带脉冲可以与其它射频技术共存。此外，超宽带系统具有穿透力強、功耗低、抗多径、效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的 定位精度。它在10 -15m的距离范围内可实现IlOMbps数据率传输。由于超宽带脉冲有上述优点，所以它有广泛的应用前景，产生超宽带脉冲信号方法I)基于电路产生将时钟信号微分以用作输入脉冲，并用数据信号来调制该脉冲输入，混合信号被第二次微分以便产生超宽带脉冲信号，如现有文献公开的CN1926774A专利。2)基于软件控制产生利用软件无线电的方法获得超宽带脉冲窄脉冲的技木。它主要涉及的是冲激脉冲超宽带，其根本原理是利用窄脉冲来携帯通信信息，如现有文献公开的 CN 102045045A 专利。3)基于CS理论的脉冲超宽带通信系统，通过数字信号处理器中的稀疏化算法将信号检测引入CS理论中，集合发射端増加的随机预编码模块、超宽带脉冲信道以及低速采样器实现对发射端发送的数字信号X的有效观测，如公开号为CN 102104396A的专利。4)提出用具有超宽带脉冲的频率范围的谐波信号来产生需要频率的信号，如现有公开的文献CN 101106354A，使用频带调制FBM的超宽带脉冲无线通信的方法和系统。其中，产生超宽带脉冲信号的方法如以预定数目η比特为单位将数字数据分组以产生比特组，并调制比特组以生成具有根据各比特组的类型映射的不同中心频率的m个子带的超宽带脉冲信号，见公开号为CN1578286A专利。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是选取合适參数的光纤孤子激光器来产生形状良好的亮孤子与暗孤子，并结合延时器和孤子整形器以实现由全光纤方法来产生超宽带脉冲信号的输出，即提供。本专利技术实现上述目的所采取的措施是ー种光生超宽带脉冲信号装置及其方法的技术方案。本专利技术所述的ー种光生超宽带脉冲信号装置，其所述光生超宽带脉冲信号装置是光纤孤子激光器用于光生超宽带脉冲信号产生的装置，包括有光纤孤子激光器、延时器、超宽带脉冲发生器和孤子整形器；其中 所述光纤孤子激光器是其中均设置有光纤耦合器，并通过光纤耦合器将产生亮孤子的孤子光纤激光输入延时器；通过调节延时器来控制亮、暗孤子间的时间差，将调整时间差的两种孤子输入超宽带脉冲发生器产生所需超宽带脉冲信号，后连接ー孤子脉冲整形器改变超宽带脉冲信号形状。在上述光生超宽带脉冲信号装置技术方案中，附加的技术特征在于所述光纤孤子激光器是光纤环形腔激光器、线性腔激光器和八字型光纤激光器中的ー种；所述延时器是控制亮暗孤子间的时间间隔相适应，以产生光生超宽带脉冲信号；所述孤子整形器是控制光生超宽带脉冲信号的形状；所述光生超宽带脉冲信号发生器是其使亮、暗孤子实现光生超宽带脉冲信号。本专利技术ー种用于上述光生超宽带脉冲信号装置的脉冲信号产生方法，其所述方法 是通过光纤孤子激光器产生的亮、暗孤子相结合实现光生超宽带脉冲信号。在上述光生超宽带脉冲信号装置的方法技术方案中，附加的技术特征在于所述光纤孤子激光器是光纤环形腔激光器、线性腔激光器和八字型光纤激光器中的ー种；所述脉冲延时器是控制孤子间的时间间隔以达到皮秒或飞秒量级；所述孤子整形器是控制光生超宽带脉冲信号的形状，使亮、暗脉冲的频谱与光生超宽带脉冲信号频谱一致；所述光生超宽带脉冲信号发生器是其使亮、暗孤子形成光生超宽带脉冲信号。本专利技术上述的ー种光生超宽带脉冲信号装置及其方法，与在先技术相比，本专利技术突出的特点是首次使用全光纤来产生超宽带脉冲信号，选取合适參数的光纤孤子激光器来产生形状良好的亮孤子与暗孤子，并结合延时器和孤子整形器以实现由全光纤方法来产生超宽带脉冲信号的输出。该装置不仅易于携带，还因为可以通过调整光纤孤子激光器的相关參数来改变亮、暗脉冲的宽度，从而可以根据需要来调整超宽带脉冲信号的谱宽。此夕卜，由于孤子有很好的抗干扰性，保形性，所以可以在光纤中稳定地传播。这些优点为超宽带脉冲信号在通信的广泛应用提供了可靠的保证。因此，实现本专利技术所提供的ー种光生超宽带脉冲信号装置及其方法，将会促进孤子在光通信方面的发展以及超宽带脉冲信号在通信方面的应用。附图说明为了更好地理解本专利技术，以及更清楚地示出如何实现本专利技术，将仅以示例的方法来參考附图。图I是本专利技术使用孤子光纤激光器的全光方法产生超宽带脉冲信号的装置及其方法的结构示意图。图2是在本专利技术所用的超宽带脉冲信号发生器的结构示意图。图中1 :激光器一泵浦源；2 :激光器一波分复用器；3 :激光器一前端偏振控制器；4 :激光器一偏振相关隔离器；5 :激光器ー掺铒光纤；6 :激光器一后端偏振控制器；7 激光器ー输出I禹合器；8 :激光器一孤子整形器；9 :光电探测器；10 :输出光I禹合器；11 :激光器ニ孤子整形器；12 :激光器ニ输出耦合器；13 :激光器ニ后端偏振控制器；14 :激光器ニ光延迟线；15 :激光器ニ偏振相关隔离器；16 :激光器ニ掺铒光纤；17 :激光器ニ前端偏振控制器；18 :激光器ニ波分复用器；19 :激光器ニ泵浦源；20 :超宽带脉冲发生器；21 :亮脉冲；22 :暗脉冲；23 :超宽带信号I ;24超宽带信号II。具体实施例方式下面对本专利技术的具体实施方式作出进ー步的说明。本专利技术基于使用光纤孤子激光器能够产生单个亮孤子和单个暗孤子，提出将两个孤子输入超宽带脉冲信号发生器以产生所需要的超宽带脉冲信号，从而实现使用全光纤来产生超宽带脉冲信号。由于光纤有很好的柔韧性，因而具有体积小、易于携带等特点，实现本专利技术的技术方案需要两个參数不同的光纤孤子激光器，并结合延时器和孤子整形器，实现光纤化的全光产生超宽带脉冲信号。 实施本专利技术所述的ー种光生超宽带脉冲信号装置及其方法，包括光纤孤子激光器，延时器，超宽带脉冲信号发生器和孤子整形器，其中 本专利技术装置结构是利用976nm泵浦源、掺Er3+光纤，在线的偏振相关的光隔离器、波分复用器和输出耦合器构成，利用非线性偏振椭圆旋转的脉冲锁模技术实现光纤激光器一和光纤激光器ニ，通过在光纤激光器一和光纤激光器ニ采用不同的光纤色散使光纤激光器エ作在分别工作在亮孤子和暗孤子输出，通过光纤激光器ニ中的光延迟线的调节通过调节使亮暗孤子输出同步，通过最终通过亮暗孤子相结合实现超宽带脉冲信号的产生。光纤激光器一产生亮孤子的工作原理如下 采用976nm的泵浦激光经过波分复用耦合器进入光纤环中，经过掺Er3 +光纤中进行增益放大，由于普通的光纤工作在负色散区域，通过采用非线性偏振旋转锁模的方法，可以实现腔内亮孤子的输出。在环形腔内，亮孤子的成形主要由一个初始光脉冲(由噪本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种光生超宽带脉冲信号装置，包括光纤孤子激光器、延时器、超宽带脉冲发生器和孤子整形器；其特征在于 所述光纤孤子激光器是其设置有光纤耦合器，并通过光纤耦合器将产生亮孤子的孤子光纤激光输入延时器；通过调节延时器来控制亮孤子、暗孤子间的时间差，将调整时间差的两种孤子输入超宽带脉冲发生器产生所需超宽带脉冲信号，后连接ー孤子整形器改变超宽带脉冲信号形状。2.如权利要求I所述的光生超宽带脉冲信号装置，其所述光纤孤子激光器是光纤环形腔激光器、线性腔激光器和八字型光纤激光器中的ー种。3.如权利要求I所述的光生超宽带脉冲信号装置，其所述延时器是控制亮暗孤子间的时间间隔相适应，以产生光生超宽带脉冲信号。4.如权利要求I所述的光生超宽带脉冲信号装置，其所述孤子整形器是控制光生超宽带脉冲信号的形状。5.如权利要求I所述的光生超宽带脉冲信号装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨玲珍，马清亮，岳宝华，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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