[發(fā)明專利]光纖無線電下行鏈路中的全光副載波調(diào)制裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810056857.X
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101232331A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭小平;李尚遠(yuǎn);宋怡橋;張漢一;周炳琨
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H04B10/12
• 分類號: H04B10/12;H04B10/155;H04J14/02;H04L27/34
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉萍

1.一種光纖無線電下行鏈路中的全光副載波調(diào)制裝置，包括中心站和基站，其特征在于：

在光纖無線電接入系統(tǒng)下行鏈路的中心站部分，依次包括光源、偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)模塊、調(diào)制模塊、起偏器；

中心站和基站經(jīng)過光纖連接，基站包括光電探測器、放大器、天線；

對每個光信道，光源產(chǎn)生兩束光：一個波長為載波，它不被調(diào)制，稱為載波光；另一個波長為副載波，它會被調(diào)制，稱為邊帶光；這兩束光的偏振態(tài)平行，相差恒定；

載波光以及邊帶光進(jìn)入偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)模塊，使兩束光的偏振態(tài)進(jìn)行不同程度的旋轉(zhuǎn)，達(dá)到偏振態(tài)正交的目的；

將旋轉(zhuǎn)后的光信號輸入調(diào)制模塊，使邊帶光與調(diào)制模塊中調(diào)制器的主軸方向平行，此時載波光與之垂直

調(diào)制模塊包括至少一個電光調(diào)制器，電光調(diào)制器包括電光相位調(diào)制器、電光強(qiáng)度調(diào)制器及電光偏振調(diào)制器；

調(diào)制器后放置一個起偏器；

起偏后的光經(jīng)過光纖傳輸后，照射在基站的光電探測器，得到其輸出光電流的交流項(xiàng)，也就是可供天線發(fā)射的毫米波信號。

2.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的調(diào)制裝置的調(diào)制方法，其特征在于，包括以下步驟：

在光纖無線電接入系統(tǒng)下行鏈路的中心站部分，光源采用雙波長相干光源，兩個光之間的頻差等于擬產(chǎn)生的毫米波信號的頻率；雙波長光源的一個波長為載波，它不被調(diào)制，稱為載波光；另一個波長為副載波，它會被調(diào)制，稱為邊帶光；這兩束光的偏振態(tài)平行，相差恒定；兩束光的光場分別描述為：

E_carr＝E₁cos(2πf₀t)

E_sub＝E₂cos(2π(f₀-f_RF)t+)

其中E_corr、E_sub分別表示載波光和邊帶光的光場，其強(qiáng)度分別為E₁和E₂；f₀是載波光的頻率；f_RF是邊帶光和載波光之間的頻率差，亦為目標(biāo)微波信號的中心頻率；t為時間；為這兩束光的相位差；

載波光以及邊帶光進(jìn)入一個偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)模塊，該模塊使兩束光的偏振態(tài)進(jìn)行不同程度的旋轉(zhuǎn)，達(dá)到偏振態(tài)正交的目的；

將旋轉(zhuǎn)后的光信號輸入電光相位調(diào)制器，使邊帶光與調(diào)制器主軸方向平行，此時載波光與之垂直；調(diào)制器受中心頻率為Ω的電壓信號V(t)驅(qū)動；載波光不被調(diào)制而直接通過，邊帶光被調(diào)制；記V_π為相位調(diào)制器的半波電壓，定義φ(t)＝πV(t)/V_π，調(diào)制器的輸出信號為：

E_carr′＝E₁′cos(2πf₀t)

E_sub′＝E₂′cos(2π(f₀-f_RF)t+φ(t))

相位調(diào)制器后放置一個起偏器，其主軸與調(diào)制器的主軸呈45°夾角；起偏器輸出信號為：

E_carr″＝E₁″cos(2πf₀t)

E″_sub＝E₂″cos(2π(f₀-f_RF)t+φ(t))

已調(diào)信號E_mod寫作上述兩者的和：

E_mod＝E₁″cos(2πf₀t)+E₂″cos(2π(f₀-f_RF)t+φ(t))

起偏后的光經(jīng)過光纖傳輸后，照射在基站的光電探測器，得到其輸出光電流在毫米波頻段的一項(xiàng)，也就是可供天線發(fā)射的毫米波信號為：

i_PD＝2ηE₁″E₂″cos(2πf_RFt+φ(t))

其中η為PD輸出光電流與起偏器輸出光場強(qiáng)度、光纖鏈路之間的乘積因子，產(chǎn)生了載波頻率為f_RF，調(diào)制信號為φ(t)的相位調(diào)制信號；

當(dāng)調(diào)制模塊是一個電光強(qiáng)度調(diào)制器：

調(diào)制器受中心頻率為Ω的電壓信號V(t)驅(qū)動，載波光不被調(diào)制而直接通過，邊帶光被調(diào)制；

調(diào)制器的輸出信號的強(qiáng)度變化為A(t)，輸出信號為：

E_{carr_AM}′＝E₁′cos(2πf₀t)

E_{sub_AM}′＝E₂′A(t)cos(2π(f₀-f_RF)t)

調(diào)制器后放置一個起偏器，起偏器輸出信號為：

E_{carr_AM}″＝E₁″cos(2πf₀t)

E_{sub_AM}″＝E₂″A(t)cos(2π(f₀-f_RF)t)

已調(diào)信號E_AM寫作上述兩者的和：

E_AM＝E₁″Cos(2πf₀t)+E₂″A(t)cos(2π(f₀-f_RF)t)

起偏后的光經(jīng)過光纖傳輸后，照射在基站的光電探測器，得到其輸出光電流在毫米波頻段的一項(xiàng)，也就是可供天線發(fā)射的毫米波信號為：

i_AM＝2ηE₁″E₂″A(t)cos(2πf_RFt)

其中η為PD輸出光電流與起偏器輸出光場強(qiáng)度、光纖鏈路之間的乘積因子，產(chǎn)生了載波頻率為f_RF，調(diào)制信號為V(t)的強(qiáng)度調(diào)制信號。