[發(fā)明專利]數(shù)字射頻接收機(jī)前端裝置、接收機(jī)及前端接收方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110146140.6
• 申請(qǐng)日: 2011-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN102208948A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐坤;呂強(qiáng);戴一堂;李巖;洪小斌;伍劍;林金桐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/148
• 分類號(hào): H04B10/148;H04B10/12
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波光子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)字射頻接收機(jī)前端裝置、接收機(jī)及前端接收方法。

背景技術(shù)

接收機(jī)射頻前端位于接收機(jī)的最前端，其結(jié)構(gòu)和性能直接影響著整個(gè)接收機(jī)。目前傳統(tǒng)射頻前端包括許多電子器件，如：電放大器、混頻器、濾波器以及移相器等，這些電子器件會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的非線性失真并引進(jìn)噪聲，使得射頻前端性能指標(biāo)的提高日趨困難。微波光子學(xué)的興起給接收機(jī)射頻前端開辟了一條新的思路。微波光子技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)具有寬帶、大動(dòng)態(tài)范圍的數(shù)字射頻接收機(jī)。

圖1是參考文獻(xiàn)[1]中提出的基于電光相位調(diào)制器的射頻光前端。首先將天線接收到的射頻信號(hào)利用電光相位調(diào)制器調(diào)制到光載波上，然后，利用兩根延遲匹配的光纖傳輸射頻信號(hào)，兩根光纖延遲的精確匹配是通過加入反饋環(huán)路控制光纖擠壓器來實(shí)現(xiàn)的。最后，利用相干線性解調(diào)以及DSP處理可以恢復(fù)出射頻信號(hào)。

上述基于電光相位調(diào)制器的數(shù)字射頻接收機(jī)的主要特點(diǎn)是可以利用相位調(diào)制以及90°光耦合器得到正交的兩路電信號(hào)并利用DSP處理實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的線性解調(diào)。從而可以實(shí)現(xiàn)寬帶、大動(dòng)態(tài)范圍的數(shù)字射頻接收機(jī)。然而，此方案的最主要缺點(diǎn)是：

1、受激光源的相位噪聲影響，系統(tǒng)不穩(wěn)定，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求高，所以只能停留在實(shí)驗(yàn)室階段；

2、系統(tǒng)復(fù)雜，成本昂貴；

3、射頻信號(hào)的光傳輸距離受限。

因此，有必要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低廉并對(duì)環(huán)境要求低的大動(dòng)態(tài)數(shù)字射頻接收機(jī)。

上述引用的參考文獻(xiàn)如下：

[1]Thomas?R.Clark，and?Michael?L.Dennis，“Coherent?Optical?Phase-Modulation?Link，”IEEE?Photon.Technol.Lett.，vol.19，no.16，pp.1206-1208，Aug.2007.

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何實(shí)現(xiàn)成本低廉，并對(duì)環(huán)境要求低的大動(dòng)態(tài)數(shù)字射頻接收機(jī)前端裝置。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種數(shù)字射頻接收機(jī)前端裝置，包括：

光源，用于發(fā)射一路光束，所述光束中的偏振態(tài)為任意偏振態(tài)；

第一偏振控制器，用于將所述光束中的任意偏振態(tài)調(diào)整成正交的兩條線偏振光；

電光極化調(diào)制器，用于將天線接收的射頻信號(hào)反相地相位調(diào)制到所述正交的兩條線偏振光上，并將調(diào)制后的光束通過光纖傳輸?shù)降诙窨刂破鳎?/p>

第二偏振控制器，用于將電光極化調(diào)制器輸出光信號(hào)的圓偏振態(tài)軌跡轉(zhuǎn)換到線偏振軌跡；

光纖分束器，用于將經(jīng)過所述第二偏振控制器的光束分為兩路光束；

第一偏振分束器和第二偏振分束器，分別用于將各自光束中正交的兩條偏振光進(jìn)行干涉，以完成射頻信號(hào)從相位調(diào)制到強(qiáng)度調(diào)制的轉(zhuǎn)變，并將轉(zhuǎn)變后的光束分成兩路光束；

第三偏振控制器和第四偏振控制器，分別位于第一偏振分束器和第二偏振分束器之前，光纖分束器之后，用于分別控制通過第一偏振分束器和第二偏分束器的光束中正交的兩束偏振光的干涉角度；

第一平衡探測(cè)器，用于分別將第一偏振分束器分出的兩路光束轉(zhuǎn)換成第一路電信號(hào)；

第二平衡探測(cè)器，用于分別將第二偏振分束器分出的兩路光束轉(zhuǎn)換成第二路電信號(hào)；

信號(hào)處理模塊，用于處理所述第一路電信號(hào)和所述第二路電信號(hào)。

其中，所述第一偏振控制器還用于將所述正交的兩條線偏振光調(diào)制到相對(duì)于所述電光極化調(diào)制器主軸的45°夾角上。

其中，所述信號(hào)處理模塊包括：第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和DSP處理器，所述第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于分別將所述第一路電信號(hào)和第二路電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的兩路信號(hào)發(fā)送到DSP處理器。

其中，所述光源為連續(xù)激光源。

本發(fā)明還提供了一種數(shù)字射頻接收機(jī)，所述數(shù)字射頻接收機(jī)的前端裝置為上述的前端裝置。

本發(fā)明還提供了一種利用上述數(shù)字射頻接收機(jī)實(shí)現(xiàn)的前端接收方法，包括以下步驟：

S1：第一偏振控制器將光源發(fā)出的一路光束調(diào)整成正交的兩條線偏振光；

S2：電光極化調(diào)制器將天線接收的射頻信號(hào)反相地相位調(diào)制到所述正交的兩條偏振光上，并將調(diào)制后的光束通過光纖傳輸?shù)降诙窨刂破鳎?/p>

S3：第二偏振控制器將電光極化調(diào)制器輸出的光束的圓偏振態(tài)軌跡轉(zhuǎn)換到線偏振軌跡，并由光纖分束器將經(jīng)過第二偏振控制器的光束分為兩路光束；