[發明專利]一種線性調頻信號微波光子倍頻方法及其裝置在審
| 申請號: | 201610024082.2 | 申請日: | 2016-01-14 |
| 公開(公告)號: | CN105676206A | 公開(公告)日: | 2016-06-15 |
| 發明(設計)人: | 李軒;趙尚弘;李勇軍;朱子行 | 申請(專利權)人: | 中國人民解放軍空軍工程大學 |
| 主分類號: | G01S7/481 | 分類號: | G01S7/481 |
| 代理公司: | 西安西達專利代理有限責任公司 61202 | 代理人: | 劉華 |
| 地址: | 710077*** | 國省代碼: | 陜西;61 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 線性 調頻 信號 微波 光子 倍頻 方法 及其 裝置 | ||
1.一種線性調頻信號的微波光子倍頻裝置,包括連續波激光器(1)、光耦 合器(2)、雙平行馬赫曾德爾調制器A(3)和雙平行馬赫曾德爾調制器B(4)、 偏振耦合器(5)、檢偏器(6)、探測器(7),電學部分由功分器(8)、功率放 大器(9)、寬帶的90°HybridA(10)和帶的90°HybridB(11),其特征在于, 激光器(1)同光耦合器(2)相連接,耦合器(2)分別與并聯的雙平行馬赫曾 德爾調制器A(3)和雙平行馬赫曾德爾調制器B(4),相連接,輸入信號經功分 器(8)后,一路經過功率放大器(9)與寬帶的90°HybridA(10)相連接,寬 帶的90°HybridA(10)輸出分別與雙平行馬赫曾德爾調制器A(3)的兩個射頻 輸出端口相連接,功分器(8)的另一路輸出經過帶的90°HybridB(11)后分別 與雙平行馬赫曾德爾調制器B(4)的兩個射頻輸出端口相連接,雙平行馬赫曾 德爾調制器A(3)和雙平行馬赫曾德爾調制器B(4)的輸出分別與偏振耦合器 (5)的兩個輸入端相連接,偏振耦合器(5)的輸出端與檢偏器(6)相連接, 檢偏器(6)還與探測器(7)相連接;
所述的激光器(1)輸出光信號經過光耦合器(2)分為兩路,分別作為雙 平行馬赫曾德爾調制器A(3)和雙平行馬赫曾德爾調制器B(4)的光載波信號, 輸入線性調頻信號首先經過功分器(8)分為兩部分,其中一路經過功率放大器 (9)放大后再通過一個寬帶90°HybridA(10),產生兩路等幅、具有90°相位 差的信號,分別輸入雙平行馬赫曾德爾調制器A(3)的兩個射頻輸入端口,功 分器(8)輸出另一路電信號經過一個寬帶90°HybridB(11)后分別輸入雙平 行馬赫曾德爾調制器B(4)的兩個射頻輸入端口,單音調制信號時,當雙平行 馬赫曾德爾調制器A(3)中的兩個子調制器均處于最大傳輸點時,其輸出光信 號包絡E1(t)為公式(1)所示:
式中,E0和ωc分別為激光器輸出光信號振幅和頻率,m1為雙平行馬赫曾德 爾調制器A調制系數,ω為輸入射頻本振頻率,θ為雙平行馬赫曾德爾調制器A 中主調制器直流偏置相位,Jn()為n階一類貝塞爾函數,J2n()為2n階一類貝 塞爾函數,t為時間;
雙平行馬赫曾德爾調制器B(4)直流偏置與雙平行馬赫曾德爾調制器A(3) 完全相同,但調制系數不同,調整調制系數,可以使雙平行馬赫曾德爾調制器A (3)與雙平行馬赫曾德爾調制器B(4)輸出光邊帶中所需光邊帶同向而雜散光 邊帶反相,輸出調制光信號經過偏振耦合器(5)耦合為偏振態相互垂直的光信 號,其輸出端光信號為公式(2)所示:
式中,m2為雙平行馬赫曾德爾調制器B調制系數,x和y軸分別表示偏振 耦合器的兩個偏振軸方向;
偏振正交的兩路光信號經檢偏器(6)后偏振方向透射到同一方向,且信號 功率受到調整,其輸出光信號EPol(t)為公式(3)所示:
式中,β為檢偏器主軸與x軸方向夾角;
設置雙平行馬赫曾德爾調制器A(3)和雙平行馬赫曾德爾調制器B(4)的 主調制器為最大傳輸點,輸出光載波和正負4階光邊帶,當滿足條件為公式(4) 所示:
J0(m1)cosβ+J0(m2)sinβ=0(4)
光載波完全抵消,此時檢偏器輸出光信號EPol(t)為公式(5)所示:
探測器7拍頻后可得到8倍頻信號;
設置雙平行馬赫曾德爾調制器A(3)和雙平行馬赫曾德爾調制器B(4)的 主調制器為最小傳輸點,輸出正負2階和正負6階光邊帶,當滿足條件為公式(6) 所示:
J2(m1)cosβ+J2(m2)sinβ=0(6)
正負2階光邊帶完全抵消,此時檢偏器輸出光信號EPol(t)為公式(7)所示:
探測器7拍頻后可得到12倍頻信號。
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