基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),包括:一中心站、一遠(yuǎn)端和一單模光纖,所述中心站通過(guò)單模光纖與遠(yuǎn)端連接,該中心站由半導(dǎo)體激光器、雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器、微波信號(hào)源、第一功分器、第一光濾波器、摻餌光纖放大器、光耦合器、第一陣列波導(dǎo)光柵、第一光電探測(cè)器、除頻器、第二功分器、光源、強(qiáng)度調(diào)制器、第二光濾波器、光環(huán)行器、第二光電探測(cè)器、第一電混頻器、帶通濾波器、第二電混頻器、低通濾波器、線性電壓放大電路組成;該遠(yuǎn)端由第二陣列波導(dǎo)光柵、第三光電探測(cè)器、法拉第旋光鏡組成。本發(fā)明搭建及維護(hù)成本低;可以對(duì)微波信號(hào)的相位抖動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的提取和反饋。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過(guò)光纖穩(wěn)相傳輸微波信號(hào)的系統(tǒng),具體來(lái)說(shuō)是一種基于微波移 相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),屬于微波光子學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002] 在分布式合成孔徑雷達(dá),深空探測(cè),原子鐘分發(fā),全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)等領(lǐng)域中,均 需要用到微波信號(hào)的穩(wěn)相傳輸技術(shù)。傳統(tǒng)的微波信號(hào)傳輸采用同軸電纜進(jìn)行穩(wěn)相傳輸,但 電纜損耗大、體積大、成本高,很難實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。光纖以其低損耗、帶寬大、抗電磁干擾、 價(jià)格低的優(yōu)勢(shì)被認(rèn)為非常適合用于微波信號(hào)的傳輸,尤其是遠(yuǎn)距離傳輸。然而,由于外界環(huán) 境的影響,如溫度、應(yīng)變、振動(dòng)等,會(huì)導(dǎo)致光纖的等效長(zhǎng)度發(fā)生變化,經(jīng)光纖傳輸?shù)男盘?hào)延時(shí) 發(fā)生改變,進(jìn)而導(dǎo)致經(jīng)光纖傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘?hào)的相位發(fā)生抖動(dòng)。目前,實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)穩(wěn)相傳輸 的基本思想都是利用往返延遲校正消除相位抖動(dòng),認(rèn)為在光纖中相向傳輸?shù)墓庑盘?hào)是相互 獨(dú)立的,其經(jīng)歷的延時(shí)是相同的,即相位抖動(dòng)相同,具體方法可以歸納為兩類(lèi),一是主動(dòng)控 制法,在信號(hào)發(fā)射端,將已帶有相位抖動(dòng)的信號(hào)和待傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行混頻實(shí)現(xiàn)信號(hào)預(yù)失真, 預(yù)失真的信號(hào)經(jīng)過(guò)同一鏈路的傳輸后得到相位穩(wěn)定的微波信號(hào);或者是在信號(hào)接收端,通 過(guò)對(duì)兩路帶有相同相位抖動(dòng)的信號(hào)進(jìn)行下混頻,得到無(wú)相位延遲的信號(hào)。目前,主動(dòng)控制 法需要多個(gè)混頻器,電濾波器和多個(gè)相位同步的微波源,系統(tǒng)復(fù)雜,成本較高,并且在實(shí)際 應(yīng)用中很難操作。另一種是被動(dòng)控制法,通過(guò)直接提取調(diào)制在光載波上的微波信號(hào)在光纖 鏈路中往返傳輸?shù)膶?shí)時(shí)相位抖動(dòng)信息,獲得相位差信號(hào),利用控制器件主動(dòng)補(bǔ)償待傳輸微 波信號(hào)的相位,從而使傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘?hào)趨于穩(wěn)定,這種方法的局限在于,相位差信號(hào)的提取 主要依靠電路上的鎖相技術(shù),即利用鑒相器和環(huán)路濾波器鑒別相位抖動(dòng)信息,傳輸信號(hào)的 帶寬受到很大限制,另外,目前用于補(bǔ)償相位的器件主要有波長(zhǎng)調(diào)諧激光器,可調(diào)光/電延 遲線,光纖拉伸器等,當(dāng)環(huán)境變化較大時(shí),光纖等效長(zhǎng)度變化較大,從而引起傳輸信號(hào)的相 位抖動(dòng)較大,由于上述器件的可調(diào)節(jié)范圍較小,很難實(shí)現(xiàn)相位抖動(dòng)的實(shí)時(shí)補(bǔ)償。(L. Zhang, L. Chang, Y. Dong, ff. Xie, H. He and ff. Hu, " Phase drift cancellation of remote radio frequency transfer using an optoelectronic delay-locked loop 〃 , Opt. Lett. , Vol. 36, no. 6, pp. 873-877,2011.)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供一種基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相 傳輸系統(tǒng),該系統(tǒng)只在中心站對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,搭建及維護(hù)成本低;可以對(duì)微波信號(hào)的相位 抖動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的提取和反饋;利用混頻器進(jìn)行鑒相,傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘?hào)的帶寬具有很大的提 商。
[0004] 本發(fā)明提供一種基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),包括:一中心站、 一遠(yuǎn)端和一單模光纖,所述中心站通過(guò)單模光纖與遠(yuǎn)端連接,其中:
[0005] 所述的中心站包括:
[0006] 一半導(dǎo)體激光器;
[0007] -雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器,其光輸入端與半導(dǎo)體激光器的輸出端相連;
[0008] 一微波信號(hào)源;
[0009] -第一功分器,其輸入端口 1與微波信號(hào)源的輸出端相連,其輸出端口 2與雙驅(qū)動(dòng) 馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器的微波信號(hào)輸入端相連;
[0010] 一第一光濾波器,其輸入端與雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器的光輸出端相連;
[0011] -摻館光纖放大器,其輸入端與光濾波器的輸出端相連;
[0012] -光稱(chēng)合器,其輸入端口 1與摻館光纖放大器的輸出端相連;
[0013] -第一陣列波導(dǎo)光柵,其輸入端口 1與光稱(chēng)合器的輸出端口 3相連;
[0014] -第一光電探測(cè)器,其輸入端與光稱(chēng)合器的輸出端口 2相連;
[0015] 一除頻器,其輸入端與第一光電探測(cè)器的輸出端相連;
[0016] 一第二功分器,其輸入端口 1與除頻器的輸出端相連;
[0017] 一光源;
[0018] -強(qiáng)度調(diào)制器,其光輸入端與光源的輸出端相連,其射頻輸入端與第二功分器的 輸出端口 3相連;
[0019] 一第二光濾波器,其輸入端與強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端相連;
[0020] -光環(huán)行器,其輸入端口 1與第二光濾波器的輸出端相連,其端口 2與第一陣列波 導(dǎo)光柵的輸入端口 2相連;
[0021] -第二光電探測(cè)器,其輸入端與光環(huán)行器的輸出端口 3相連;
[0022] -第一電混頻器,其本振輸入端與功分器的輸出端口 2相連,其中頻輸入端與第 二光電探測(cè)器的輸出端相連;
[0023] -帶通濾波器,其輸入端與電混頻器的射頻輸出端相連;
[0024] -第二電混頻器,其射頻輸入端與第一功分器的輸出端口 3相連,其中頻輸入端 與帶通濾波器的輸出端相連;
[0025] -低通濾波器,其輸入端與第二電混頻器的本振輸出端相連;
[0026] -線性電壓放大電路,其輸入端與低通濾波器的輸出端相連,其輸出端與雙驅(qū)動(dòng) 馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器的偏置電壓輸入端相連;
[0027] 所述的遠(yuǎn)端包括:
[0028] -第二陣列波導(dǎo)光柵,其輸入端與單模光纖相連;
[0029] -第三光電探測(cè)器,其輸入端與第二陣列波導(dǎo)光柵的一輸出端口 1相連;
[0030] -法拉第旋光鏡,輸入端與第二陣列波導(dǎo)光柵的另一輸出端口 2相連。
[0031] 本發(fā)明的工作原理如下:
[0032] 中心站微波源產(chǎn)生需傳輸?shù)谋菊裎⒉ㄐ盘?hào),利用雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器將其調(diào) 制到光載波上,經(jīng)濾波、放大后的光載微波信號(hào)用功分器分為兩路,一路經(jīng)陣列波導(dǎo)光柵進(jìn) 入光纖傳輸鏈路,傳送到遠(yuǎn)端,另一路信號(hào)經(jīng)光電探測(cè)器后得到微波信號(hào),該微波信號(hào)經(jīng)雙 驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器后,相位與本振信號(hào)不同,利用除頻器將其頻率和相位均變?yōu)橐话耄?同樣加載到光載波上進(jìn)行傳輸,遠(yuǎn)端的法拉第旋光鏡將其發(fā)射,沿原光纖鏈路傳輸,返回到 中心站的信號(hào)經(jīng)歷了兩倍的延時(shí),但由于除頻微波信號(hào)頻率為本振信號(hào)的一半,因此返回 到中心站的除頻微波信號(hào)的相位抖動(dòng)與中心站傳到遠(yuǎn)端的本振信號(hào)的相位抖動(dòng)一致。將未 傳輸?shù)某l信號(hào)和返回的除頻信號(hào)進(jìn)行上混頻,得到與本振信號(hào)頻率相同,且包含相位抖 動(dòng)信息的微波信號(hào),用混頻器和低通濾波器對(duì)該信號(hào)和本振信號(hào)進(jìn)行鑒相,得到表征相位 抖動(dòng)的電壓信號(hào),反饋到雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器的偏置電壓端,對(duì)傳輸?shù)谋菊裎⒉ㄐ盘?hào) 進(jìn)行移相,補(bǔ)償光纖傳輸鏈路延時(shí)導(dǎo)致的微波信號(hào)相位抖動(dòng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端接收到的微波信號(hào) 與中心站發(fā)射的本振微波信號(hào)相位同步,即實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)的光纖穩(wěn)相傳輸。
[0033] 本發(fā)明具有以下有益效果:該系統(tǒng)只在中心站對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,搭建及維護(hù)成本 低;可以對(duì)微波信號(hào)的相位抖動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的提取和反饋;利用混頻器進(jìn)行鑒相,傳輸?shù)奈?波信號(hào)的帶寬得到了很大的提高。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0034] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合具體實(shí)施例,并參照 附圖,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明,其中:
[0035] 圖1是本發(fā)明中基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 請(qǐng)參閱圖1所不,本發(fā)明提供一種基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系 統(tǒng),包括:一中心站A、一遠(yuǎn)端B和一單模光纖9,所述中心站A通過(guò)單模光纖9與遠(yuǎn)端B連 接,其中:
[0037] 所述的中心站A包括:
[0038] -半導(dǎo)體激光器1,其用于提供連續(xù)的光載波;
[0039] -雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器2,其光輸入端與半導(dǎo)體激光器1的輸出端相連;
[0040] 一微波信號(hào)源3,所述微波信號(hào)源3是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀或微波信號(hào)源,用于產(chǎn)生本 振微波信號(hào),該信號(hào)為需要傳輸?shù)男盘?hào);
[0041] -第一功分器4,其輸入端口 1與微波信號(hào)源3的輸出端相連,其輸出端口 2與雙 驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器2的微波信號(hào)輸入端相連,用于將微波信號(hào)源3產(chǎn)生的本振信號(hào)分 為兩路;
[0042] -第一光濾波器5,其輸入端與雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器2的光輸出端相連,其用 于濾除所述光載波信號(hào)的下邊帶以及+2階邊帶以上的調(diào)制邊帶,實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制,即濾波 之后的信號(hào)只剩余光載波信號(hào)和+1階調(diào)制邊帶信號(hào),其可用于抵抗單模光纖的色散誘導(dǎo) 微波信號(hào)的周期衰落問(wèn)題;
[0043] 其中,所述雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器2有兩個(gè)射頻輸入端口,其中一路利用微波 信號(hào)源3輸出的本振微波信號(hào)對(duì)所述半導(dǎo)體激光器1的輸出光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制,產(chǎn)生調(diào)制邊 帶,將微波信號(hào)調(diào)制到光載波上,另一路不加微波信號(hào),只有光載波通過(guò),通過(guò)調(diào)節(jié)雙驅(qū)動(dòng) 馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器的偏置電壓,可改變微波信號(hào)的相位,該調(diào)制器與第一光濾波器5相連 可作為微波移相器使用;
[0044] -摻館光纖放大器6,其輸入端與光濾波器5的輸出端相連,用于放大所述調(diào)制之 后的光載波和+1階調(diào)制邊帶信號(hào),所述摻鉺光纖放大器6是摻鐿光纖放大器;
[0045] -光稱(chēng)合器7,其輸入端口 1與摻館光纖放大器6的輸出端相連,用于將所述調(diào)制 后的光信號(hào)分為兩路;
[0046] -第一陣列波導(dǎo)光柵8,其輸入端口 1與光f禹合器7的輸出端口 3相連,其具有波 分復(fù)用的功能;
[0047] -第一光電探測(cè)器12,其輸入端與光稱(chēng)合器7的輸出端口 2相連,用于將所述光載 波信號(hào)和+1階調(diào)制邊帶信號(hào)的一路轉(zhuǎn)化為電信號(hào),即光載波信號(hào)和+1階調(diào)制邊帶信號(hào)發(fā) 生拍頻;
[0048] -除頻器13,其輸入端與第一光電探測(cè)器12的輸出端相連,用于將所述光載波信 號(hào)和+1階調(diào)制邊帶信號(hào)拍頻產(chǎn)生微波信號(hào)的頻率變?yōu)樵瓉?lái)的一半,即該除頻器輸出信號(hào) 的頻率為所述微波信號(hào)源3產(chǎn)生的本振信號(hào)的頻率的1/2 ;
[0049] 一第二功分器14,其輸入端口 1與除頻器13的輸出端口相連,用于將所述除頻后 的微波信號(hào)分為兩路;
[0050] 其中,所述第一功分器4和第二功分器14的功率比為50 :50 ;
[0051] 一光源15,其用于產(chǎn)生連續(xù)的光載波;
[0052] 其中所述半導(dǎo)體激光器1是光纖激光器;所述半導(dǎo)體激光器1與光源15輸出的光 波長(zhǎng)不同,以保證這兩種光載波在所述單模光纖9中傳輸不發(fā)生干涉。
[0053] -強(qiáng)度調(diào)制器16,其光輸入端與光源15的輸出端相連,其射頻輸入端與功分器14 的輸出端口 3相連,其用于所述除頻器13輸出的微波信號(hào)對(duì)所述光源15輸出的連續(xù)光進(jìn) 行強(qiáng)度調(diào)制,產(chǎn)生調(diào)制邊帶,所述的強(qiáng)度調(diào)制器16的材料為鈮酸鋰晶體、半導(dǎo)體聚合物或 有機(jī)聚合物;
[0054] -第二光濾波器17,其輸入端與強(qiáng)度調(diào)制器16的輸出端相連,用于濾除所述強(qiáng)度 調(diào)制器16輸出的光載波信號(hào)的下邊帶以及+2階邊帶以上的調(diào)制邊帶,實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制,即 濾波之后的信號(hào)只剩余光載波信號(hào)和+1階調(diào)制邊帶信號(hào);
[0055] 其中所述第一光濾波器5,第二光濾波器17是基于硅基液晶技術(shù)的波形整形器、 光濾波器、波分復(fù)用器或光纖光柵。
[0056] -光環(huán)行器18,其輸入端口 1與第二光濾波器17的輸出端相連,其端口 2與第一 陣列波導(dǎo)光柵8的輸入端口 2相連,其具有非互易性,光在其中只能單向環(huán)行,1端口輸入的 所述的強(qiáng)度調(diào)制后的光載波輸出到2端口,傳輸?shù)竭h(yuǎn)端,法拉第旋光鏡19反射后返回到該 光環(huán)行器的端口 2,并輸出到輸出端口 3,返回的信號(hào)經(jīng)歷了兩倍的相位擾動(dòng);
[0057] -第二光電探測(cè)器20,其輸入端與光環(huán)行器18的輸出端口 3相連,用于將所述經(jīng) 歷了兩倍相位擾動(dòng)的光載波信號(hào)和+1階調(diào)制邊帶信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào);
[0058] 其中所述第一光電探測(cè)器12和第二光電探測(cè)器20是光電二極管或光電倍增管。
[0059] -第一電混頻器21,其本振輸入端與功分器14的輸出端口 2相連,其中頻輸入端 與第二光電探測(cè)器20的輸出端相連,其用于所述將除頻器13輸出的微波信號(hào)和所述第二 光電探測(cè)器20輸出的經(jīng)歷兩倍相位擾動(dòng)的拍頻信號(hào)進(jìn)行上混頻,該電混頻器射頻輸出端 輸出的微波信號(hào)的頻率與所述微波信號(hào)源3產(chǎn)生的本振信號(hào)的頻率相同;
[0060] 一帶通濾波器22,其輸入端與電混頻器21的射頻輸出端相連,用于濾除高階諧 波,只有與所述微波信號(hào)源3產(chǎn)生的本振信號(hào)的頻率相同的信號(hào)可以通過(guò);
[0061] -第二電混頻器23,其射頻輸入端與第一功分器4的輸出端口 3相連,其中頻輸入 端口與帶通濾波器22的輸出端口相連,其用于鑒相,即將微波信號(hào)源產(chǎn)生的本振信號(hào)和所 述第一電混頻器21產(chǎn)生的與本振信號(hào)頻率相同的微波信號(hào)進(jìn)行下混頻,得到相位抖動(dòng)信 息;
[0062] 其中所述的第一電混頻器21和第二電混頻器23的帶寬大于所述微波源3輸出本 振信號(hào)的帶寬;
[0063] 一低通濾波器24,其輸入端與第二電混頻器23的本振輸出端相連,用于濾除高頻 信號(hào),只有與相位抖動(dòng)信息有關(guān)的低頻電壓信號(hào)通過(guò);
[0064] -線性電壓放大電路25,其輸入端與低通濾波器24的輸出端相連,其輸出端與雙 驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器2的偏置電壓輸入端相連,所述的線性電壓放大電路25為可調(diào)諧放 大電路,用于放大所述低通低通濾波器24產(chǎn)生的與相位抖動(dòng)信息有關(guān)的電壓信號(hào),并反饋 到所述雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器;
[0065] 所述的遠(yuǎn)端B包括:
[0066] 一第二陣列波導(dǎo)光柵10,其輸入端與單模光纖9相連,其可用于解波分復(fù)用,即通 過(guò)單模光纖9傳輸?shù)牟煌ㄩL(zhǎng)的光可以從不同端口輸出;
[0067] -第三光電探測(cè)器11,其輸入端與第二陣列波導(dǎo)光柵10的一輸出端口 1相連,用 于將搭載在光載波上傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào);
[0068] -法拉第旋光鏡19,輸入端與第二陣列波導(dǎo)光柵10的另一輸出端口 2相連,其用 于將從中心站傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)反射回中心站;
[0069] 所述的光纖傳輸鏈路包括單模光纖9,其輸入端與第一陣列波導(dǎo)光柵8的輸出端 相連,輸出端與第二陣列波導(dǎo)光柵10的輸入端相連,用于傳輸光載微波信號(hào),長(zhǎng)度為10公 里。
[0070] 假設(shè)中心站微波源3輸出的微波本振信號(hào)+ 其中ωκρ為角頻率, %為初始相位,第一功分器4將其分為兩路,經(jīng)雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器2,第一光濾波器 5對(duì)其進(jìn)行調(diào)制,濾波后的光載微波信號(hào)可以表不為為+ % 其中& _ ' ν是雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器2的偏置電壓,νπ是其半波電壓。該光載微波信號(hào)經(jīng)光耦合 器7分路,一部分傳送到遠(yuǎn)端,假設(shè)光纖中單向傳輸?shù)难訒r(shí)為τ,則接收端收到的微波信 號(hào)為cos(?srf + ?Sf:r +灼+朽),另一部分進(jìn)入第一光電探測(cè)器12進(jìn)行拍頻,并經(jīng)除頻器13 得到的微波信號(hào)為c〇s(0.5?vi + 0.5% +0.5%),該除頻信號(hào)經(jīng)第二功分器14分路后,一路 加載的光載波上傳輸?shù)竭h(yuǎn)端,并被法拉第旋光鏡19發(fā)射回到中心站,經(jīng)歷了兩倍的信號(hào)抖 動(dòng),即延時(shí)為2 τ ,返回后的微波信號(hào)可以表示為cos(0.5i^i + 0.5o^x27 + a5爐。+ 0.5?), 未經(jīng)傳輸?shù)某l信號(hào)和傳輸后的除頻信號(hào)經(jīng)第一混頻器21進(jìn)行上混頻,得到的信號(hào)為 + + %+%),其與微波源3輸出的微波信號(hào)用第二混頻器23鑒相,經(jīng)低通濾 波器24,得到相位差信號(hào)# = +死,該相位差信號(hào)反映到電壓上,經(jīng)線性電壓放大電路 25放大后反饋到雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器2的偏置電壓輸出端,可以調(diào)節(jié)偏置電壓v的 大小實(shí)現(xiàn)移相,使得@ = = ,則遠(yuǎn)端第三光電探測(cè)器11接收到的微波信號(hào)為 cos(?srT + ^),與中心站發(fā)射的微波信號(hào)初始相位相同,實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)穩(wěn)相傳輸。
[0071] 以上所述的具體實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明,應(yīng)理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),包括:一中心站、一遠(yuǎn)端和一 單模光纖,所述中心站通過(guò)單模光纖與遠(yuǎn)端連接,其中: 所述的中心站包括: 一半導(dǎo)體激光器; 一雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器,其光輸入端與半導(dǎo)體激光器的輸出端相連; 一微波信號(hào)源; 一第一功分器,其輸入端口 1與微波信號(hào)源的輸出端相連,其輸出端口 2與雙驅(qū)動(dòng)馬赫 曾德?tīng)栒{(diào)制器的微波信號(hào)輸入端相連; 一第一光濾波器,其輸入端與雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器的光輸出端相連; 一摻館光纖放大器,其輸入端與光濾波器的輸出端相連; 一光稱(chēng)合器,其輸入端口 1與摻館光纖放大器的輸出端相連; 一第一陣列波導(dǎo)光柵,其輸入端口 1與光稱(chēng)合器的輸出端口 3相連; 一第一光電探測(cè)器,其輸入端與光稱(chēng)合器的輸出端口 2相連; 一除頻器,其輸入端與第一光電探測(cè)器的輸出端相連; 一第二功分器,其輸入端口 1與除頻器的輸出端相連; 一光源; 一強(qiáng)度調(diào)制器,其光輸入端與光源的輸出端相連,其射頻輸入端與第二功分器的輸出 端口 3相連; 一第二光濾波器,其輸入端與強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端相連; 一光環(huán)行器,其輸入端口 1與第二光濾波器的輸出端相連,其端口 2與第一陣列波導(dǎo)光 柵的輸入端口 2相連; 一第二光電探測(cè)器,其輸入端與光環(huán)行器的輸出端口 3相連; 一第一電混頻器,其本振輸入端與功分器的輸出端口 2相連,其中頻輸入端與第二光 電探測(cè)器的輸出端相連; 一帶通濾波器,其輸入端與電混頻器的射頻輸出端相連; 一第二電混頻器,其射頻輸入端與第一功分器的輸出端口 3相連,其中頻輸入端與帶 通濾波器的輸出端相連; 一低通濾波器,其輸入端與第二電混頻器的本振輸出端相連; 一線性電壓放大電路,其輸入端與低通濾波器的輸出端相連,其輸出端與雙驅(qū)動(dòng)馬赫 曾德?tīng)栒{(diào)制器的偏置電壓輸入端相連; 所述的遠(yuǎn)端包括: 一第二陣列波導(dǎo)光柵,其輸入端與單模光纖相連; 一第三光電探測(cè)器,其輸入端與第二陣列波導(dǎo)光柵的一輸出端口 1相連; 一法拉第旋光鏡,輸入端與第二陣列波導(dǎo)光柵的另一輸出端口 2相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),其中所述半 導(dǎo)體激光器是光纖激光器;所述半導(dǎo)體激光器與光源輸出的光波長(zhǎng)不同,以保證這兩種光 載波在所述單模光纖中傳輸不發(fā)生干涉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),其中所述微 波信號(hào)源是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀或微波信號(hào)源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),其中所述第 一光濾波器,第二光濾波器是基于硅基液晶技術(shù)的波形整形器、光濾波器、波分復(fù)用器或光 纖光柵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),其中所述摻 鉺光纖放大器是摻鐿光纖放大器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),其中所述第 一功分器和第二功分器的功率比為50 :50。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),其中所述第 一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器是光電二極管或光電倍增管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),其中所述的 強(qiáng)度調(diào)制器的材料為鈮酸鋰晶體、半導(dǎo)體聚合物或有機(jī)聚合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),其中所述的 第一電混頻器和第二電混頻器的帶寬大于所述微波源輸出本振信號(hào)的帶寬。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波移相器的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng),其中所述 的線性電壓放大電路為可調(diào)諧放大電路。
【文檔編號(hào)】H04B10/2575GK104065416SQ201410298693
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】王瑋鈺, 李偉, 孫文惠, 王文亭, 劉建國(guó), 祝寧華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所