[發明專利]一種低噪聲寬帶射頻光子鏈路

有效

• 申請號: 201710255862.2
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107017952B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 蒲儒偉;馮帥;涂勁松
• 申請（專利權）人: 重慶威思沃科技有限公司
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516;H04B10/50
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 周永宏

本發明公開了一種低噪聲寬帶射頻光子鏈路，激光光源，用于在驅動電路的驅動下發出連續激光；可調光功率分配器，用于將激光光源發出的激光分成兩路；電光調制器，用于將攜帶信息的射頻信號調制到激光信號上；光探測器，用于將接收到的光信號轉換成電信號；激光光源的輸入端和輸出端分別與驅動電路和可調光功率分配器相連，可調光功率分配器的一個輸出端通過光纖連接光探測器，可調光功率分配器的另一輸出端與電光調制器的輸入光纖相連；電光調制器的射頻端口與射頻信號源相連；電光調制器的輸出端通過光纖連接光探測器。本發明將寬帶射頻調制的光信號與未調制的直流光信號在光探測器中進行相減輸出，能夠大幅度降低光子鏈路的噪聲。

技術領域

本發明屬于射頻信號傳輸領域，特別涉及一種低噪聲寬帶射頻光子鏈路。

背景技術

隨著電子信息系統向分布式、遠程化發展，寬帶射頻信號的傳輸和分配在實際電子設備應用中是非常重要的。目前，射頻信號的傳輸主要采用電纜方式，利用電纜傳輸信號主要存在以下問題：1)信號衰減隨頻率影響大，頻率越高，損耗越大；2)單位長度損耗大，當長距離傳輸時，信號衰減嚴重；3)電磁兼容較差，容易受到干擾；4)體積大、重量重，布設比較困難，方式不靈活，對設備的應用帶來很多問題。由于電纜的這些問題，在很多情況下，電子信息系統采用射頻光子鏈路技術，利用光纖作為新的射頻信號傳輸方法。

相對于電子技術，光子技術具有以下優點：1)帶寬大。由于光學載波的頻率很高，如波長1.5μm的光波頻率為200THz，考慮10％的相對帶寬就為20THz，可以在微波、毫米波頻段很好的傳輸信號；2)損耗低、色散低。相對于同軸電纜，光纖的傳輸損耗低，約為0.2dB/km，且色散低，易于長距離無失真的傳輸信號；3)光纖具有較高的可靠性、電磁兼容性及抗干擾能力等，不受外界電磁場的干擾；4)光纖的體積小、重量輕、彎曲直徑小、很容易布設，特別適用于對于體積、重量及空間要求苛刻的場合傳輸射頻信號。

射頻光子鏈路將射頻信號調制到光波上，利用光纖作為傳輸介質，直接傳輸和分配調制的光信號，在末端將光信號再轉換為射頻信號。射頻光子鏈路利用光纖的特點能夠實現寬帶、遠距離、低損耗、無電磁干擾的信號傳輸。由于這種信號傳輸方式需要進行電光和光電轉換，不可避免會將激光的噪聲疊加到射頻信號中，影響傳輸信號的信噪比。為了實現低噪聲的射頻信號傳輸，需要降低光子鏈路中的光噪聲。

目前，低噪聲射頻光子鏈路主要采用的方法有光載波抑制技術、雙輸出調制和匹配平衡探測技術。光載波抑制技術在信號電光轉換中控制調制工作點，減小光載波的功率，由于噪聲與直流光功率直接相關，這種方法可以減小鏈路中的噪聲。但是，在抑制載波的過程中，不僅會減小信號的功率，還會引入諧波等非線性成分，嚴重影響傳輸信號的質量。雙輸出調制和匹配平衡探測技術采用雙輸出光調制器實現電光轉換，產生兩路相位差為180°的調制光信號，這兩路光信號經過嚴格的幅度和相位匹配后，由平衡光探測器對兩路信號光電轉換并相減處理，從而實現了對光噪聲的抑制。雙輸出調制和匹配平衡探測技術在實現中需要特殊的雙輸出光調制器，工藝實現復雜，兩路光信號在傳輸中需要極其苛刻的相位匹配，這對寬帶信號非常困難，這種方法在實際應用中受到溫度變化的影響，很難實現信號相位的精確匹配，不具有實用價值。

發明內容

本發明克服了現有射頻光子鏈路實現方式復雜、應用條件苛刻等問題，提供了一種利用光信號噪聲對消技術，將寬帶射頻調制的光信號與未調制的直流光信號在光探測器中進行相減輸出，能夠實現寬帶、低噪聲的射頻光纖傳輸的低噪聲寬帶射頻光子鏈路。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種低噪聲寬帶射頻光子鏈路，包括

激光光源，用于在驅動電路的驅動下發出連續激光；

可調光功率分配器，用于將激光光源發出的激光分成兩路；

電光調制器，用于將攜帶信息的射頻信號調制到激光信號上；

光探測器，用于將接收到的光信號轉換成電信號，以恢復所述輸入射頻信號；