[發(fā)明專利]產(chǎn)生雙倍頻單邊帶光載毫米波的裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010559101.4
• 申請(qǐng)日: 2010-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN102013924A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文鴻;李建設(shè);陳林;景琴琴;徐亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 文鴻
• 主分類號(hào): H04B10/12
• 分類號(hào): H04B10/12;H04B10/155
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種產(chǎn)生雙倍頻單邊帶光載毫米波的裝置和方法。

背景技術(shù)

光纖-無線通信技術(shù)采用光纖鏈路來傳輸無線電信號(hào)，將寬帶無線通信的可移動(dòng)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)接入等特性與光纖通信的超帶寬、高可靠性有機(jī)結(jié)合起來，為大容量、低成本的無線電信號(hào)有線傳輸和超過Gbit/s的超寬帶無線接入提供了理想的解決方案。對(duì)于光纖無線系統(tǒng)，產(chǎn)生高品質(zhì)的光載毫米波是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。近年來，國內(nèi)外研究人員提出了許多光載毫米波產(chǎn)生方案，包括雙邊帶光載毫米波，單邊帶光載毫米波，載波抑制光載毫米波。其中的單邊帶光載毫米波由于能有效地克服光纖色散影響，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

不過，在目前的單邊帶光載毫米波產(chǎn)生方法中，一般僅能產(chǎn)生與調(diào)制信號(hào)頻率相等的單邊帶光載毫米波。若要產(chǎn)生諸如60GHz、100GHz等更高頻率的光載毫米波信號(hào)，則需要60GHz甚至100GHz的高速調(diào)制器件。由于現(xiàn)有技術(shù)的限制，這些器件尚未商用，即便商用化，其系統(tǒng)的成本非常昂貴。因此，如果能基于雙倍頻的方法利用傳統(tǒng)的低速率商用調(diào)制器件產(chǎn)生出高頻率的單邊帶光載毫米波信號(hào)，將有效地提高光載毫米波的產(chǎn)生效率，降低系統(tǒng)成本。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Jianjun?Yu等人在IEEE?Photonics?Technology?Letters，20(7)：478-480(《IEEE光子學(xué)技術(shù)快報(bào)》2008)上發(fā)表的ANovel?Scheme?to?Generate?Single-Sideband?Millimeter-Wave?Signals?by?Using?Low-Frequency?Local?Oscillator?Signal(《采用低頻率本振信號(hào)產(chǎn)生單邊帶光載毫米波的新型方案》)中提及，首先使用雙電極的馬赫-曾德爾調(diào)制器產(chǎn)生包含中心載波和二階上/下邊帶的光學(xué)雙邊帶信號(hào)，再采用可調(diào)諧濾波器濾除其中的一個(gè)二階邊帶，使得中心載波和另外一個(gè)二階邊帶通過濾波器，從而產(chǎn)生雙倍頻的單邊帶光載波毫米波。然而，該裝置采用的光學(xué)外部器件較多，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的插入損耗較大。另一方面，由于該裝置借助光帶通濾波器來濾除其中的一個(gè)二階邊帶，該光帶通濾波器的中心波長以及通帶頻率的范圍必須能根據(jù)光載波的中心頻率以及調(diào)制信號(hào)頻率的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，整個(gè)裝置的可調(diào)諧性較差，尤其不易于擴(kuò)展至波分復(fù)用系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、擴(kuò)展性強(qiáng)的可調(diào)諧雙倍頻單邊帶光載毫米波產(chǎn)生裝置和方法。本發(fā)明采用一個(gè)嵌套結(jié)構(gòu)的馬赫-曾德爾調(diào)制器，基于光信號(hào)的線性調(diào)制和干涉疊加技術(shù)，通過調(diào)節(jié)移相器的相移量，通過合理設(shè)置嵌套馬赫-曾德爾調(diào)制器的主偏置電壓以及上/下臂兩個(gè)子調(diào)制的偏置電壓，從而產(chǎn)生2倍于調(diào)制信號(hào)頻率的雙倍頻單邊帶光毫米波，降低了系統(tǒng)的成本。

本發(fā)明采用以下具體技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提出的雙倍頻單邊帶光載毫米波產(chǎn)生裝置包括可調(diào)光源、射頻信號(hào)源、電放大器、電分路器、移相器、嵌套馬赫-曾德爾調(diào)制器，其特征在于：所述可調(diào)光源的輸出端與嵌套馬赫-曾德爾調(diào)制器的光輸入端相連；所述射頻信號(hào)源的輸出端與電放大器輸入端相連；所述電放大器的輸出端與電分路器的輸入端相連；所述嵌套馬赫-曾德爾調(diào)制器由上/下臂兩個(gè)子調(diào)制組成；所述電分路器的兩個(gè)輸出端口分別連結(jié)嵌套馬赫-曾德爾調(diào)制器的上臂子調(diào)制器的射頻驅(qū)動(dòng)端口和移相器的輸入端口；所述移相器的輸出端與嵌套馬赫-曾德爾調(diào)制器的下臂子調(diào)制器的射頻驅(qū)動(dòng)端口相連；

其中，所述的嵌套馬赫-曾德爾調(diào)制器由集成在單個(gè)芯片上的同結(jié)構(gòu)、同性能的上/下臂兩個(gè)子調(diào)制器組成，兩個(gè)子調(diào)制器都有射頻驅(qū)動(dòng)端口和偏置端口，嵌套馬赫-曾德爾調(diào)制器有主偏置端口，用于控制兩個(gè)子調(diào)制器輸出光信號(hào)的相位差。

本發(fā)明提出的雙倍頻單邊帶光載毫米波產(chǎn)生方法包括以下步驟：

步驟一、可調(diào)光源輸出頻率為fc的連續(xù)光波進(jìn)入嵌套馬赫-曾德爾調(diào)制器后被分成上下兩路，分別由上/下臂兩個(gè)子調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制，射頻信號(hào)源輸出頻率為fe的正弦本振信號(hào)通過電放大器放大后被電分路器分成等功率的兩路信號(hào)：第一路正弦本振信號(hào)驅(qū)動(dòng)上臂子調(diào)制器，第二路正弦本振信號(hào)經(jīng)移相器移相后驅(qū)動(dòng)下臂子調(diào)制器；

步驟二、調(diào)節(jié)嵌套馬赫-曾德爾調(diào)制器的上/下臂兩個(gè)子調(diào)制器的偏置電壓，使得兩個(gè)子調(diào)制器的輸出端分別產(chǎn)生重復(fù)頻率都為2fe的光雙邊帶信號(hào)；

其中，所述重復(fù)頻率為2fe的光雙邊帶信號(hào)由中心載波fc、二階上邊帶fc+2fe以及二階下邊帶fc-2fe三個(gè)頻率分量組成；