[發明專利]一種大動態范圍的光載射頻鏈路系統

在審

• 申請號: 201711061336.9
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107911174A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 高永勝;樊養余;譚慶貴
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04B10/2575
• 分類號: H04B10/2575;H04B10/556;H04B10/69
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 金鳳

技術領域

本發明涉及光纖通信技術領域，尤其是一種光載射頻鏈路系統。

背景技術

射頻信號在大氣、電纜中損耗較大，不適合長距離傳輸。而光纖具有低損耗、大帶寬、無電磁干擾、輕便等優點，因此構造光載射頻鏈路，將射頻信號通過光纖傳輸。

射頻信號要通過光纖傳輸，必須先在發送端被光載波調制，光纖傳輸到接收端后光電探測恢復射頻信號，由于電光調制器和光電探測器的非線性，射頻信號經過光載射頻鏈路后會產生二階和三階交調失真，導致鏈路動態范圍較低，從而惡化信號質量。

目前已經公開報道了許多旨在抑制二階或三階交調失真的光載射頻鏈路優化設計方案，但大多難以同時抑制二階和三階交調失真，鏈路整體動態范圍較低，導致應用受限。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出一種大動態范圍的光載射頻鏈路系統，該光載射頻鏈路采用雙偏振正交相移鍵控(Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying,DP-QPSK)調制器實現電光調制，射頻信號通過推挽模式驅動調制器，結合調制器偏置點優化和平衡探測，使恢復出的射頻信號中同時抑制二階和三階交調失真，從而大幅度提高鏈路的動態范圍。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

所述光載射頻鏈路系統包括激光源、DP-QPSK調制器、電功分器、光纖、偏振控制器(Polarization Controller，PC)、偏振分束器(Polarization Beam Splitter，PBS)和平衡光電探測器(Balanced Photodetector，BPD)，激光源的光信號輸入到DP-QPSK調制器的光信號輸入端，光信號從DP-QPSK調制器的輸出端通過連接光纖后連接到PC的一端，PC另一端連接PBS的公共輸入端，PBS的兩個輸出端分別連接到BPD的兩個光信號輸入端；其中射頻信號連接電功分器，電功分器的兩個輸出端分別連接DP-QPSK調制器的兩個子調制器；

所述DP-QPSK調制器由一個Y型光路器、兩個QPSK調制器X-QPSK和Y-QPSK、一個90度偏振旋轉器(Polarization Rotator，PR)和一個偏振合束器(Polarization Beam Combiner，PBC)組成，其中X-QPSK調制器內部有兩個并聯的子調制器Xa和Xb，Y-QPSK調制器內部有兩個并聯的子調制器Ya和Yb，X-QPSK調制器、Y-QPSK調制器以及四個子調制器Xa、Xb、Ya、Yb的偏置點均通過直流偏壓進行控制，Y-QPSK調制器輸出端連接90度偏振旋轉器PR將信號進行90度偏振旋轉，90度偏振旋轉后的光信號與X-QPSK調制器輸出的光信號共同輸入偏振合束器PBC，光信號在偏振合束器PBC合并后輸出接入光纖；

從激光源輸出的光信號注入到DP-QPSK調制器中，射頻RF信號通過電功分器等分為兩路，分別連接子調制器Xa和子調制器Ya的射頻端口，DP-QPSK調制器輸出的光信號依次通過光纖經過偏振控制器PC和偏振分束器PBS，利用PC調節光信號偏振態，使光信號的兩個偏振分量分別對準PBS兩個輸出端的軸向，進而偏振分束器PBS其中一個輸出端口僅輸出X-QPSK調制器調制得到的光信號，該光信號進入BPD一個輸入口后光電探測得到光電流；偏振分束器PBS另一個輸出端口僅輸出Y-QPSK調制器調制得到的光信號，該光信號進入BPD另一個輸入口后光電探測得到另一個光電流；兩個光電流在BPD中相減，輸出射頻信號；

Xa、Xb和X-QPSK調制器的偏置點分別記為Ya、Yb和Y-QPSK調制器的偏置點分別記為調整各偏置點使滿足以下條件：

通過公式(1)的約束條件，X-QPSK和Y-QPSK產生的光信號在光電探測后三階交調失真分別得到抑制。

本發明的有益效果在于采用一種大動態范圍的光載射頻鏈路，射頻信號以推挽模式驅動DP-QPSK調制器，通過調節每個QPSK調制器的工作點以抑制三階交調失真，然后通過平衡探測抑制二階交調失真，從而實現二階和三階交調失真的同時抑制，提高鏈路整體動態范圍，本發明結構簡單，具有很強的可操作性；本發明通過采用幅度平衡度高的電功分器、對稱度高的調制器、精準的偏壓控制、響應度平衡性好且共模抑制比高的BPD來提高二階和三階交調失真的抑制效果，提高動態范圍。

附圖說明

圖1為本發明大動態范圍的光載射頻鏈路的原理圖；