[發明專利]基于受激布里淵散射和光子倍頻產生毫米波的裝置

無效

• 申請號: 200810225235.5
• 申請日: 2008-10-29
• 公開（公告）號: CN101388728A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 李晶;寧提綱;祁春慧;胡旭東;王清華
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04B10/12
• 分類號: H04B10/12;G02F1/37;G02F1/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光纖通信、非線性光纖光學、毫米波光學生成技術領域，具體 地講是一種基于受激布里淵散射效應和光子倍頻原理產生毫米波的裝置。

背景技術

毫米波光纖傳輸(ROF)技術使用高頻段副載波進行通信，能夠有效緩解 現今頻譜資源緊缺的現狀，吸引越來越多人們的關注。ROF技術中的關鍵技術 之一就是光學生成技術。目前國際上光學生成毫米波的常見方法可以歸納成5 類，分別是：(1)強度調制直接檢波生成毫米波信號，這種方法原理簡單但需 要高頻設備和高頻調制信號，基站成本高；(2)光學外差檢波法，這種方法最 主要的缺點是需要相干光源；(3)基于諧波生成技術的方法，這種方法的缺點 是存在多余邊帶和諧波成分；(4)電吸收調制法，這種方法的缺點上轉換效率 與激光器的發射功率成正比；(5)光子倍頻法，是由荷蘭學者Ton?Koonen于2001 年于文獻“Carrying?microwave?signals?in?a?GIPOF-based?wireless?LAN”中首先提 出，其基本原理是中心站通過對激光器相位調制生成掃頻光信號，利用光纖傳 送到達基站，基站通過一個頻率響應周期性起伏的周期濾波器實現FM-IM轉換， 然后，通過基站收發中的光電二極管探測得到低頻微波的高次諧波。光子倍頻 法的優點是具有抗周期性衰落特性，對光纖色散有很高的容忍度，而且系統結 構簡單設備成本低。缺點是由于周期濾波器具有延時特性，使得激光相位噪聲 不能被抵消，導致產生的毫米波線寬展寬，很難調整到最佳狀態。

發明內容

本發明所要解決技術問題是，克服現有技術存在的問題，提供一種基于受 激布里淵散射和光子倍頻產生毫米波裝置。利用基站受激布里淵放大設備，使 由基站生成的周期性泵浦光信號，和中心站發送的下行掃頻光信號在光纖內發 生受激布里淵放大，從而實現頻率-強度(FM-IM)轉換，通過光探測得到低頻 微波的高次諧波，完成倍頻過程。

本發明的技術方案：

基于受激布里淵散射和光子倍頻產生毫米波的裝置，包括：中心站、基站 實現頻率-強度轉換的設備和基站收發三部分，其中中心站包括中心站激光器、 中心站Mach-Zehnder調制器和中心站電信號發生器，其特征在于：

基站實現頻率-強度轉換設備由基站激光器、基站Mach-Zehnder調制器、基 站電信號發生器及環形器連成，具體連接方式為：

基站激光器輸出端接基站Mach-Zehnder調制器光載波輸入端，基站電信號 發生器輸出端接基站Mach-Zehnder調制器電信號調制端，基站Mach-Zehnder 調制器輸出端接環形器的第一端口，環形器的第二端口通過光纖接中心站 Mach-Zehnder調制器輸出端，環形器的第三端口接基站收發中的光電二極管光 輸入口；通過以上連接，中心站激光器輸出端接中心站Mach-Zehnder調制器光 載波輸入端，中心站電信號發生器輸出端接中心站Mach-Zehnder調制器的電信 號調制端，構成中心站；

中心站激光器輸出激光的中心頻率f_c，中心站電信號發生器輸出信號頻率 f_s，利用中心站Mach-Zehnder調制器生成一系列中心頻率f_c，頻率間隔f_s的下行 掃頻光信號，該信號經光纖傳輸，流向為中心站到基站；

基站激光器輸出端接基站Mach-Zehnder調制器的光載波輸入端，基站電信 號發生器輸出端接基站Mach-Zehnder調制器的電信號調制端，基站激光器輸出 激光的中心頻率f′_c，基站電信號發生器輸出信號頻率f′_s，利用基站Mach-Zehnder 調制器的非線性效應，生成一系列中心頻率f′_c，頻率間隔f′_s的掃頻光信號作為 周期性泵浦光信號，周期性泵浦光信號由環形器的第一端口輸入，從環形器的 第二端口端口輸出，經光纖反向到中心站；使由基站產生的周期性泵浦光信號 和中心站發送的下行掃頻光信號在光纖內發生受激布里淵放大，實現頻率-強度 轉換；

獲得毫米波信號需滿足如下條件：

(1)f′_c＝f_c+v_B，其中v_B為后向布里淵頻移；