[發明專利]控制雙平行MZM調制器輸出光強的反饋控制系統和方法

有效

• 申請號: 201310228915.3
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103346842A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 李海鷗;閉斌雙;于宗光;黃偉;吳笑峰;首照宇;陳明;陳輝;李思敏;姜興;陳名松
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04B10/54
• 分類號: H04B10/54;H04B10/564
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本發明涉及微波光子鏈路技術，尤其涉及一種控制雙平行MZM調制器輸出光強的反饋控制系統和方法。

背景技術

隨著Internet業務和IPTV、視頻點播（VOD）等交互式多媒體業務的迅速發展，無線通信系統已由傳統的話音業務服務發展到一個嶄新的階段。人們迫切需要在任何時間、任何地點并能夠提供任何媒體的簡單、可靠而又價格低廉的無線通信服務。隨著用戶和帶寬需求的不斷增加，現有的可利用無線頻譜資源很快就將耗盡，因此寬帶無線通信技術必須向更高的頻率拓展。而在光纖通信系統中，已鋪設的光纖光纜未得到充分利用，存在大量的帶寬資源閑置，如何充分地利用廉價的光纜閑置帶寬資源，解決無線頻帶緊張的問題，成為加快全球通信技術發展的關鍵。據澳大利亞國防部報道，微波光子鏈路的動態范圍和損耗已經達到電子戰的要求，并且被應用到一系列電子戰的接收機中。在電子對抗和電子支援系統中，由于微波信號通過同軸電纜或者波導傳輸損耗較大，導致這些電子系統的天線必須與它的發射機或者接收機臨近，這就嚴重限制了電子對抗與電子支援系統的功能。微波光子鏈路的引入，可使電子對抗與電子支援系統同他們的天線在空間上遠距離分開，這樣反輻射導彈即使對天線進行攻擊，也無法損壞整個電子系統。利用微波光子鏈路可將一個微波信號用多個遠距離天線進行發射，接收機也可以用同樣的方式接受微波信號，即可建立立體電子對抗、電子支援系統的射頻網絡。因此基于光纖傳輸的微波光子系統在電子戰領域具有重大的應用價值和前景。

在微波光子系統中，由于需要將微波信號調制到光波之上，電光調制器的性能和性質決定系統的特性，其中電光調制器非線性特性決定微波光子系統的動態范圍；非線性引起的交調信號的存在，使得系統的動態范圍降低，在實際應用中需要采取一定的技術手段，對交調信號進行抑制或者消除，以增大系統的動態范圍；而組成電光調制器的材料，如鈮酸鋰在長時間施加電壓時產生的熱量累積，使得材料的折射率發生微小的變化，進而調制器的輸出光功率會由于這種熱量累積導致的溫度變化而產生漂移，使得系統的工作狀態發生變化，性能下降。

發明內容

本發明所要解決的是雙平行MZM（馬赫曾德爾）調制器因長時間施加電壓產生的熱量累積而導致調制器的輸出光功率產生漂移、工作狀態發生變化和性能下降等問題，提供一種控制雙平行MZM調制器輸出光強的反饋控制系統和方法。

為解決上述問題，本發明是通過以下方案實現的：

控制雙平行MZM調制器輸出光強的反饋控制系統，主要由光纖耦合器、光接收組件、A/D轉換器、數字比較器、存儲器、微處理器和D/A轉換器組成；其中光纖耦合器的輸入端連接雙平行MZM調制器的輸出端，該光纖耦合器的主輸出端輸出雙平行MZM調制器的正常輸出光信號，次輸出端輸出雙平行MZM調制器的監控光信號；光接收組件的輸入端與光纖耦合器的次輸出端相連，光接收組件的輸出端與A/D轉換器的輸入端相連；A/D轉換器的2個輸出端分別連接數字比較器和存儲器的輸入端，存儲器的輸出端與數字比較器的另一個輸入端相連，數字比較器的輸出端與微處理器的輸入端相連，微處理器的輸出端經D/A轉換器連接雙平行MZM調制器的電源端。

上述系統中，所述微處理器的另一路輸出端還與存儲器相連。

上述系統中，所述光接收組件由光電探測器和跨阻放大器相連組成，其中光電探測器的輸入端與光纖耦合器連接，光電探測器的輸出端與跨阻放大器的輸入端相連，跨阻放大器的輸出端與A/D轉換器連接。

上述系統中，所述微處理器為單片機或ARM芯片。

基于上述系統的控制雙平行MZM調制器輸出光強的反饋控制方法，包括如下步驟：

①在雙平行MZM調制器的輸出端接一個1:99的光纖耦合器，通過該光纖耦合器分路得到監控光信號送入光纖耦合器；

②光接收組件將輸入的監控光信號轉換成電壓信號送入A/D轉換器；

③A/D轉換器將輸入的電壓信號轉換得到數字信號，輸出的數字信號分成兩路，一路輸入數字比較器，另一路輸入存儲器；

④微處理器在運行之初發出控制信號，把存儲器置為允許存儲的狀態，并將A/D轉換器輸出的數字信號保存在存儲器中，作為標稱值，存儲結束；

⑤實時數字信號和存儲器中存儲的標稱值輸入數字比較器中進行比較作差，得到實時數字信號和標稱值的差值CZ；

⑥將差值CZ輸入微處理器，微處理器通過PID調節運算，得到一組合適的數字調節信號；