[發明專利]激光器寬帶射頻調制電路

有效

• 申請號: 201210104041.6
• 申請日: 2012-04-10
• 公開（公告）號: CN102638314A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 湯兆星;徐坤
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/155
• 分類號: H04B10/155
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及光纖通信技術領域，特別涉及一種激光器寬帶射頻調制電路。

背景技術

在光纖通信系統中，半導體激光器正常工作時其有源區的小信號阻抗非常小，通常可以忽略不計。但隨著光載無線(RoF，Radio?over?Fiber)通信系統的工作頻率提升至微波或毫米波段，對于直接調制的系統，由于激光器芯片封裝的寄生參數及傳輸線參數會對激光器的調制性能產生較大的影響，因而通常要在激光器芯片與激光器調制電路之間實現阻抗匹配。

常用的射頻系統阻抗大都為50Ω，為減小激光器調制電路的反射系數，最常見的方法即為與激光器串聯一個45-48Ω的電阻，以實現負載端到源端的阻抗匹配。這種方式雖然實現了阻抗匹配，但由于匹配電阻遠大于激光器阻抗，實際工作中與激光器串聯的匹配電阻消耗了系統所提供的絕大部分功率，導致激光器調制效率較低。例如激光器輸入阻抗為2Ω，串聯電阻為48Ω，則激光器的功率僅僅占系統輸入總功率的4％。

隨著RoF通信系統載波頻率和數據速率的提升，系統對射頻光電轉換模塊的截止頻率、噪聲系數、功耗等性能要求越來越高。傳統光纖直放站用的射頻光電轉換模塊由于其工作頻率(2.3GHz左右)和帶寬(小于100MHz)的限制，不能滿足未來RoF系統對多制式射頻信號透明傳輸的需求。

發明內容

(一)要解決的技術問題

針對現有技術的缺點，本發明為了解決現有技術中激光器調制效率較低的問題，提供了一種激光器寬帶射頻調制電路。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明具體采用如下方案進行：

首先，本發明提供一種激光器寬帶射頻調制電路，所述電路包括：順序串聯的埋堆電感、耗盡型FET對管、寬帶阻抗匹配電路、寬帶Bias-T電路、阻抗傳輸線和匹配電阻。

優選地，所述耗盡型FET對管由一對MOS管組成，第一MOS管的柵極連接所述埋堆電感，漏極連接所述寬帶阻抗匹配電路，源極和襯底同時接地；第二MOS管的漏極連接電源電壓，柵極、源極和襯底同時連接所述寬帶阻抗匹配電路和所述第一MOS管的源極。

優選地，所述寬帶阻抗匹配電路由級聯的三節λ/4傳輸線以及電容構成一個切比雪夫濾波器。

優選地，所述寬帶Bias-T電路的射頻調制信號輸入端連接所述阻抗傳輸線，電感連接激光器偏置信號的直流電壓，電容連接所述寬帶阻抗匹配電路。

優選地，所述匹配電阻的電阻值由電路中對所述阻抗傳輸線的電阻要求而確定，對所述阻抗傳輸線的電阻要求越低，匹配電阻的電阻值越大。

優選地，所述阻抗傳輸線的電阻值為激光二極管等效阻值的2倍，所述匹配電阻的電阻值與激光二極管等效阻值相當。

優選地，所述耗盡型FET對管采用0.45GHz-10GHz寬帶、大動態范圍、低噪聲PHEMT微波管。

優選地，所述寬帶Bias-T電路由0.05GHz-10GHz超寬帶頻率范圍、低插入損耗的射頻扼流圈芯片與一隔直電容組成。

優選地，所述寬帶阻抗匹配電路是在介電常數為ε_r＝9.6的板材上采用λ/4傳輸線實現的寬帶切比雪夫濾波器。

優選地，所述激光器寬帶射頻調制電路對0.5-6.5GHz頻率范圍內激光器進行直接強度調制。

(三)有益效果

本發明的技術方案中，由于使用寬帶阻抗匹配電路，可靈活地將阻抗匹配降低，實現了射頻信號的無損耗傳輸，從而可實現0.5-6.5GHz頻率范圍內激光器的高效率調制，能夠很好地滿足RoF系統在下一代無線通信系統應用中對GSM、WCDMA、802.11a/b/g、WiMax、LTE等射頻頻段的透明傳輸要求。

附圖說明

圖1為本發明的激光器寬帶射頻調制電路基本連接結構示意圖；

圖2為本發明的一個實施例中寬帶阻抗匹配電路的結構示意圖；

圖3為本發明的優選實施例中激光器寬帶射頻調制電路的詳細電路布局結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。