[發(fā)明專利]一種參量多播光子信道化射頻接收機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510065217.5
• 申請(qǐng)日: 2015-02-06
• 公開（公告）號(hào): CN104639258A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫豹;董啟萌;靳玉玲;陳福深
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/60
• 分類號(hào): H04B10/60;H04B10/70
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波光子學(xué)領(lǐng)域，特別涉及光子信道化射頻接收機(jī)。

背景技術(shù)

信道化是射頻寬帶接收機(jī)的一種通用技術(shù)，在頻域信道化過(guò)程中，接收到的信號(hào)被分成窄帶子信道，避免了時(shí)域重疊信號(hào)之間的干擾，對(duì)高密度信號(hào)流有良好的分離能力。傳統(tǒng)的信道化接收在電域完成，如采用一組微波濾波器或介質(zhì)諧振器，所需器件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且體積大。此外，電磁波信號(hào)環(huán)境正變得越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的電域信道化顯然已經(jīng)無(wú)法滿足雷達(dá)系統(tǒng)中的日益增加帶寬需求。

由于光子學(xué)方法具備的帶寬大、質(zhì)量輕、損耗低及抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，基于光子學(xué)的信道化結(jié)構(gòu)引起了很多研究者的興趣。最初，有人提出利用聲光調(diào)制器進(jìn)行偏轉(zhuǎn)達(dá)到信道化，接著大量研究轉(zhuǎn)向使用光學(xué)濾波器堆棧進(jìn)行濾波。當(dāng)前，光子輔助信道化的方法主要有：譜線分離型、光域?yàn)V波型、光梳與波分復(fù)用器組合型等。

現(xiàn)有的光子輔助信道化接收主要缺點(diǎn)一是采用器件較多造成系統(tǒng)體積大且復(fù)雜度高，二是使用無(wú)源集成光器件，而目前的集成光學(xué)工藝限制了其測(cè)頻精度，此外無(wú)源器件本身存在插入損耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能消除無(wú)源器件的插入損耗的一種基于光纖四波混頻FWM(Four?Wave?Mixing)效應(yīng)與周期性濾波的光子信道化射頻接收機(jī)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，一種參量多播光子信道化射頻接收機(jī)，包括參量多播模塊、信道化分離模塊，參量多播模塊的輸出端與信道化分離模塊的輸入端相連；所述參量多播模塊包括射頻接收天線、種子光源、第一泵浦光源、第二泵浦光源、低噪聲射頻放大器、第一光放大器、第二光放大器、3個(gè)偏振控制器、電光調(diào)制器、耦合器、高非線性光纖，信道化分離模塊包括周期性濾波器、解波分復(fù)用器。

射頻接收天線通過(guò)低噪聲射頻放大器與電光調(diào)制器的調(diào)制信號(hào)輸入端相連，種子光源與電光調(diào)制器的光載波信號(hào)輸入端相連，電光調(diào)制器的已調(diào)信號(hào)輸出端通過(guò)一個(gè)偏振控制器與耦合器的一個(gè)輸入端相連；第一泵浦光源通過(guò)第一光放大器以及一個(gè)偏振控制器與耦合器的一個(gè)輸入端相連；第二泵浦光源通過(guò)第二光放大器以及一個(gè)偏振控制器與耦合器的一個(gè)輸入端相連；耦合器的輸出端連接高非線性光纖作為參量組播模塊的輸出端；周期性濾波器的輸入端作為信道化分離模塊的輸入端，周期性濾波器的輸出端與解波分復(fù)用器的輸入端相連；第二泵浦光源與第一泵浦光源的頻率之差為種子光源與第一泵浦光源的頻率之差的4倍。

由天線接收到的射頻信號(hào)調(diào)制到光載波上，與兩路泵浦光耦合之后進(jìn)入高非線性光纖HNLF，利用光纖四波混頻FWM效應(yīng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)光的組播。當(dāng)光源參數(shù)滿足第二泵浦光源與第一泵浦光源的頻率之差為種子光源與第一泵浦光源的頻率之差的4倍，且HNLF的參數(shù)滿足近似相位匹配條件時(shí)，能在HNLF上產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同的拷貝光。拷貝光之間的間隔與周期性濾波器的自由光譜范圍FSR(Free?spectral?range)略有不同，以構(gòu)造多個(gè)頻率通道，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的信道化分離。采用單個(gè)周期性濾波器實(shí)現(xiàn)信道化，避免了濾波器堆棧。接收機(jī)工作于有源模式，消除了無(wú)源器件的插入損耗。

本發(fā)明的有益效果是，系統(tǒng)復(fù)雜度低，且消除了無(wú)源器件的插入損耗，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為參量組播光子信道化射頻接收機(jī)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為參量組播后的輸出光譜。

圖3為信道化分離后其中一個(gè)通道的輸出光譜。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

圖1所示為本發(fā)明光子信道化射頻接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖。

包括參量組播模塊、信道化分離模塊，參量組播模塊的輸出端與信道化分離模塊的輸入端相連；

所述參量組播模塊包括射頻接收天線、種子光源、第一泵浦光源、第二泵浦光源、低噪聲射頻放大器、第一光放大器、第二光放大器、3個(gè)偏振控制器、電光調(diào)制器、耦合器、高非線性光纖，信道化分離模塊包括周期性濾波器、解波分復(fù)用器；電光調(diào)制器為馬赫增德爾調(diào)制器MZM(Mach-Zehnder?Modulator)。