[發明專利]一種基于往返相位校正的微波信號光纖穩相傳輸裝置

有效

• 申請號: 201410428059.0
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104168064A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 李偉;王文亭;孫文惠;王瑋鈺;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: H04B10/2575
• 分類號: H04B10/2575
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于微波光子學技術領域，更具體的說是一種基于往返相位校正技術的微波信號光纖穩相傳輸裝置，以利用光子技術穩相傳輸微波信號形。

背景技術

近幾年，基于光子技術利用單模光纖穩相傳輸微波信號吸引了研究人員廣泛的關注，其中包括現代多基站雷達，長基線干涉法深空探測系統、各種干涉測量體制、射電天文的長基線天線布陣等射頻通信系統、以及電子對抗系統等領域，微波技術與光子技術相互融合成為科技進步的必然趨勢。基于光子技術穩相傳輸微波信號一方面克服了電子技術穩相傳輸微波信號存在的電子瓶頸以及電纜傳輸線損耗大、體積大、成本高、很難實現遠距離傳輸的問題，另一方面充分利用了光子技術的先天優勢如損耗低、重量輕、帶寬大、速度快、抗電磁干擾和頻率響應平坦等諸多優點，此外光子技術穩相傳輸微波信號可以與全光網絡以及光載射頻系統天然兼容，實現微波信號光纖穩相分布傳輸，有效的克服了高頻微波信號的電纜傳輸損耗大的問題。

歸納起來，利用光子技術穩相傳輸微波信號可以分為兩大類，一是主動相位校正系統，二是被動相位校正系統。然而，利用主動相位校正的相位控制范圍小并且穩相的速度較慢。為了克服主動相位控制的缺點，本發明提出了一種新型的被動消除射頻信號相位誤差的技術方案。

基于光子技術穩相傳輸微波信號的頻率高達幾百G甚至可以達到太赫茲頻段，并且可以實現微波信號的分布式穩相傳輸，大大降低了電子技術實現微波信號穩相傳輸的成本、體積和重量，可以說，光子技術微波信號穩相傳輸實現了微波技術不可能實現的任務。因此，基于光子技術實現微波信號穩相傳輸具有重要的戰略意義以及迫切的應用需求。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種基于往返相位校正技術的微波信號光纖穩相傳輸裝置，以克服傳統電子學方法在帶寬、重量、體積、電磁干擾等方面的劣勢，突破電子技術實現高頻微波信號穩相傳輸的瓶頸。

為達到上述目的，本發明提供的微波信號光纖穩相傳輸裝置包括中心站和基站，所述中心站和基站通過光纖傳輸信號，其中：

所述中心站包括：第一直調激光器、第一波分復用器、第一微波源、第一電功分器、微波倍頻器、第一電濾波器、第一電混頻器、第二光電探測器、第三電濾波器、第四電濾波器，其中：

所述第一直調激光器用于產生連續光信號，并對其進行直接調制后提供給所述第一波分復用器；

所述第一波分復用器用于將調制光信號傳輸至光纖；

所述第一微波源用于產生需要穩相傳輸的微波信號，并對其進行相位校正后提供給第一電功分器；

所述第一電功分器用于將所述微波信號分為兩路，一路輸入到微波倍頻器，另一路輸入到采樣示波器進行顯示；

所述微波倍頻器用于將接收到的微波信號進行倍頻處理；

所述第一電濾波器，用于濾除所述微波倍頻器輸出的基頻信號以及其產生的雜散信號；

所述第一電混頻器的本征端口連接所述第一電濾波器，射頻端口連接所述第三電濾波器，用于對接收到的信號進行混頻；

所述第二光電探測器的光輸入端口與第一波分復用器的輸出端口連接，用于將基站產生的調制光信號進行光電轉換，轉換為電信號；

所述第三電濾波器用于將光電轉換之后的電信號進行濾波，將產生的交調信號以及諧波信號濾除，并將濾波后的電信號輸出至所述第一電混頻器的射頻端口；

所述第四電濾波器用于對于混頻之后的電信號進行濾波，以將其中的雜散信號以及本征信號濾除，并將濾波后的信號輸出至所述第一直調激光器作為微波調制信號；

所述基站包括：第二波分復用器、第一光電探測器、第二電濾波器、第二微波源、第二電功分器、第二直調激光器、第二電混頻器、第五電濾波器、微波除頻器、第六電濾波器和采樣示波器，其中：

所述第二波分復用器用于將中心站發出的調制光信號傳輸到基站以及將基站反射的調制光信號回傳到中心站，所述第二波分復用器的兩個通道分別連接第一光電探測器的光輸入端口和第二直調激光器的輸出端口；

所述第一光電探測器用于將中心站發出的調制光信號進行光電轉換，并提供給第二電濾波器；

所述第二電濾波器用于對于接收到的信號進行濾波，并將濾波后的信號輸出至第二電混頻器；

所述第二微波源用于輸出與中心站同一頻率的微波信號，并對其進行相位校正后提供給第二電功分器；

所述第二電功分器用于將所述第二微波源輸出的微波信號分為兩束，其中一束入射到第二直調激光器的射頻輸入端口，另一束入射到第二電混頻器的本征端口；