[發明專利]基于光學相位共軛的微波信號長距離光纖穩相傳輸裝置有效

申請號：	201410418635.3	申請日：	2014-08-22
公開（公告）號：	CN104202090A	公開（公告）日：	2014-12-10
發明（設計）人：	李偉;王瑋鈺;孫文惠;王文亭;劉建國;祝寧華	申請（專利權）人：	中國科學院半導體研究所
主分類號：	H04B10/2507	分類號：	H04B10/2507
代理公司：	中科專利商標代理有限責任公司 11021	代理人：	任巖
地址：	100083 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于光學相位共軛微波信號長距離光纖相傳裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種通過光纖穩相傳輸微波信號的系統，具體來說是一種基于光學相位共軛的微波信號長距離光纖穩相傳輸裝置，屬于微波光子學技術領域。

背景技術

在分布式合成孔徑雷達，深空探測，原子鐘分發，全球導航衛星系統等領域中，均需要用到微波信號的穩相傳輸技術。傳統的微波信號傳輸采用同軸電纜進行穩相傳輸，但電纜損耗大、體積大、成本高，很難實現遠距離傳輸。光纖以其低損耗、帶寬大、抗電磁干擾、價格低的優勢被認為非常適合用于微波信號的傳輸，尤其是遠距離傳輸。然而，由于外界環境的影響，如溫度、應變、振動等，會導致光纖的等效長度發生變化，經光纖傳輸的信號延時發生改變，進而導致經光纖傳輸的微波信號的相位發生抖動。目前，實現微波信號穩相傳輸的基本思想都是利用往返延遲校正消除相位抖動，認為在光纖中相向傳輸的光信號是相互獨立的，其經歷的延時是相同的，即相位抖動相同，具體方法可以歸納為兩類，一是主動控制法，通過直接提取調制在光載波上的微波信號在光纖鏈路中往返傳輸的實時相位抖動信息，獲得相位差信號，利用控制器件主動補償待傳輸微波信號的相位，從而使傳輸的微波信號趨于穩定，這種方法的局限在于，相位差信號的提取主要依靠電路上的鎖相技術，即利用鑒相器和環路濾波器鑒別相位抖動信息，傳輸信號的帶寬受到很大限制，另外，目前用于補償相位的器件主要有波長調諧激光器，可調光/電延遲線，光纖拉伸器等，當環境變化較大時，光纖等效長度變化較大，從而引起傳輸信號的相位抖動較大，由于上述器件的可調節范圍較小，很難實現相位抖動的實時補償。本發明使用被動控制法，在信號發射端，將已帶有相位抖動的信號和待傳輸的信號進行混頻實現信號預失真，預失真的信號經過同一鏈路的傳輸后得到相位穩定的微波信號。目前，被動控制法通常需要多個混頻器，電濾波器和多個相位同步的微波源，系統復雜，成本較高。(F.Yin，A.Zhang，Y.Dai，T.Ren，K.Xu，J.Li，J.Lin，and?G.Tang，“Phase-conjugation-based?fast?RF?phase?tabilization?for?fiber?delivery”Opt.Express?vol.22，no.1，2014.)

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于光學相位共軛的微波信號長距離光纖穩相傳輸裝置，該裝置只在發射端對信號進行處理，搭建及維護成本低；減少了混頻器的使用，對微波信號的預失真主要在光上進行，提高了系統的帶寬；只使用一個微波源，不需要進行同步。

本發明提供一種基于光學相位共軛的微波信號長距離光纖穩相傳輸裝置，包括：一發射端、一接收端和一單模光纖，所述發射端通過單模光纖與接收端連接，其中：

所述的發送端包括：

一微波信號源；

一除頻器，其輸入端與微波信號源的輸出端相連；

一第一相位共軛單元，其輸入端與除頻器的輸出端相連；

一第一光電探測器，其輸入端與第一相位共軛單元的輸出端相連；

一功分器，其輸入端與第一光電探測器的輸出端相連；

一強度調制器，其射頻輸入端與功分器的輸出端口1相連；

一光源，其輸出端與強度調制器的光輸入端相連；

一光環行器，其輸入端口1與強度調制器的輸出端相連；