一种基于双驱动DPMZM的实现高线性度微波光子链路的方法技术

提出了一种基于双驱动双平行马赫曾德尔调制器(Dual-Parallel?Mach-Zehnder?Modulator，DPMZM)的微波光子链路的高线性度方法，该方法通过控制输入双驱动DPMZM的两个子MZM的四个电极之间的微波信号相位关系和DPMZM两个子MZM的偏置点，在链路接收端用光电二极管(Photodiode，PD)直接检测后，实现了对三阶交调的完全抑制，从而实现了高线性化的微波光子链路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微波光子链路中实现高线性度的方法，更具体地说，涉及一种基于双驱动双平行马赫曾德尔调制器(Dual-Parallel Mach-Zehnder Modulator, DPMZM)的微波光子链路的高线性度方法。
技术介绍
近年来，微波光子学是国内外发展迅速的一门学科领域，微波光子链路具有传输容量大，抗电磁干扰，没有传统的电学瓶颈等优势。微波光子学在通信，传感，国防等领域都有着非常重要的应用。其中，大动态范围的微波光子链路是该领域内备注关注的研究方向。微波光子链路的动态范围是指链路所能传输的最小信号与最大信号之间的功率范围。它受到两个关键因素的制约:一是系统的噪声，二是系统的非线性。为了实现大动态范围的微波光子链路就需要更低的链路噪声和更高的系统线性度。由于外调制链路相比内调制链路没有啁啾，直接检测方式相比相干检测方式更简单经济，因此，在目前的微波光子链路中主要采用外调制直接检测链路。在外调制直接检测链路中，承担电光转换的电光外调制器是系统链路的关键器件，对链路传输函数和链路质量起着关键的影响作用。在多种电光调制器中，马赫曾德尔调制器(MZM)由于其高速、高消光比、低插入损耗以及制作简单等优点是目前微波光子链路中应用最多的电光调制器。电光调制器的传输函数的非线性会给链路带来失真，影响系统线性度。其中三阶交调(Third-Order Intermodulation, IMD3)是影响系统线性度最重要的非线性项。因此，要实现链路的高线性度就意味着要对IMD3做更好的抑制。自上世纪90年代以来的研究发现，单个MZM有抑制二阶谐波的可用偏置点，但没有可以利用的抑制三阶交调的偏置点，因此要找到抑制三阶交调的调制方案，需要采用级联或并联的MZ调制器。在并联方案中，随着出现了商用化的集成的双平行马赫曾德尔调制器(DPMZM)，研究基于DPMZM的微波光子链路的线性化成为近年来的研究热点。国内外的研究针对基于DPMZM的高线性化微波光子链路提出了多种抑制IMD3的线性化方案。其中包括对DPMZM采用不同的功率分配比，利用双偏振结合DPMZM去抑制IMD3，以及研究单驱动DPMZM的不同偏置点组合，通过对其上臂MZM调制微波信号，下臂MZM只传输载波，再通过第三个MZM调节前两个子MZM的相位差以达到对MD3的抑制。但以上这些方案都没能在理论上实现对MD3的完全抑制。
技术实现思路
为了克服目前在高线性化微波光子链路的研究中，还没有从理论上能完全抑制IMD3的线性化方案。本专利技术提出了一种在微波光子链路中，基于双驱动DPMZM的完全抑制IMD3实现高线性度的方法。本专利技术所采用的技术方案是，在发射端，对不同频率的射频电信号进行相位控制后加载到电光调制器双驱动DPMZM的四个电极，再对DPMZM的上下两个子MZM进行相同的正交偏置。DPMZM的输出为加载了射频电信号后的光信号,在接收端,用光电二极管(Photodiode, PD)进行直接检测，电光转换后还原得到之前加载的电信号。本专利技术的有益效果是，在微波光子链路中，实现了对三阶交调的完全抑制。并且采用的是商用化的集成的双驱动DPMZM调制器，以及结构简单的直接检测方式。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1示出本专利技术的整体框图。图2详细示出本专利技术的电信号相位控制部分和双驱动DPMZM偏置控制部分。图3示出本专利技术的双驱动DPMZM调制器输入输出光谱图。图4示出本专利技术整个链路的输入输出电谱图。具体实施例方式在图1中，微波光子链路由发射端A和接收端B组成。发射端A部分，微波源(I)发出不同频率的射频电信号送入由电移相器组成的相位控制模块(2)后加载到电光调制器件DPMZM(3)的四个驱动电极上，DPMZM(3)由其上行子MZM(4)和下行子MZM(5)组成。接收端B部分，用光电二极管ro(6)进行直接检测。图2中，微波源⑴发出两个频率分别为W1和W2的射频电信号匕,和^,,经过相位控制⑵后加载到DPMZM(3)的两个子MZM(4) (5)的四个驱动电极a，b，c，d上。对于上行子MZM (4)，射频信号Pwi和 加载到电极a之前先经过电移相器PS2进行90度的相移，力口载到电极b不进行相移。对于下行子MZM(5)，射频信号^^和经过电移相器PS1进行了 180度相移后的射频信号\加载到电极c之前先经过电移相器PS3进行-90度的相移，加载到电极d不进行相移。经过上面的相位控制⑵后，加载到DPMZM(3)的四个电极a，b，c，d上的驱动电压可以分别表示为: τ//、τ,「 f7OVuV) = Vm COS w{t + — +COS W2t + ~ _ V2 y/VI Jj⑴V12 (t) = Vm [cos (wxt) +cos (w2t) ](2) T, /、t,「 Γ7O(7Ov2x (i) = Vm cos W1/-- +cos W2t + -LVV ^J](3)V22 (t) = Vm [cos (w^) +cos (w2t+ π ) ](4)假设DPMZM(3)的两个子MZM(4) (5)有相同的半波电压νπ，将两个子MZM(4) (5)直流驱动e，f均偏置在νπ/2正交偏置点，进行单边带调制。DPMZM(3)的上行子MZM(4)输出的光信号可以表示为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双驱动双平行马赫曾德尔调制器(Dual?Parallel?Mach?Zehnder?Modulator，DPMZM)的微波光子链路的高线性度方法，该方法包括以下三点：(1)在发射端，电信号部分，控制输入双驱动DPMZM的两个子MZM的四个电极之间的电信号相位关系；(2)在发射端，光电调制部分，控制DPMZM两个子MZM的偏置点；(3)在接收端，采用直接检测，光电二极管(Photodiode，PD)光电转换后，实现对三阶交调的完全抑制；根据以上三点实现高线性化的微波光子链路。

【技术特征摘要】
1.一种基于双驱动双平行马赫曾德尔调制器(Dual-Parallel Mach-ZehnderModulator, DPMZM)的微波光子链路的高线性度方法，该方法包括以下三点: (1)在发射端，电信号部分，控制输入双驱动DPMZM的两个子MZM的四个电极之间的电信号相位关系； (2)在发射端，光电调制部分，控制DPMZM两个子MZM的偏置点； (3)在接收端，采用直接检测，光电二极管(Photodiode，PD)光电转换后，实现对三阶交调的完全抑制； 根据以上三点实现高线性化的微波光子链路。2.按权利要求1所述的方法，其中，第一点在链路发射端的电信号部分，频率为W1和W2的射频信号&和匕:经过相位控制后加载到双驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻松，李健，张一辰，蒋天炜，顾畹仪，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：