[發明專利]一種可調諧多帶太赫茲脈沖無線通信發射裝置

有效

• 申請號: 201810432590.3
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108712214B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 余顯斌;李偉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516;H04B10/50
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

本發明公開了一種可調諧多帶太赫茲脈沖無線通信發射裝置，其特征在于，包括：光頻梳產生模塊，產生光頻梳；可編程光處理器，與所述光頻梳產生模塊連接，對產生的光頻梳進行頻率濾波，生成多路輸出，每路輸出包括單波長光本振和多波長光載波信號；調制器，設置在每路輸出光路上，將基帶信號調制到多波長光載波信號上；光電探測器，與每個調制器連接，對調制器輸出的信號進行作用，產生多頻段的太赫茲脈沖；所述太赫茲脈沖的中心頻率由每路輸出的單波長光本振和多波長基帶光載波的中心波長差決定；所述太赫茲脈沖的周期由調制器實現的基帶調制控制；所述太赫茲脈沖的寬度和時間間隔由多波長基帶光載波的波長數量和間隔控制。

技術領域

本發明屬于無線通信領域，具體涉及一種基于光頻梳的可調諧多帶太赫茲脈沖無線通信發射裝置。

背景技術

隨著現代社會的發展，通信數據量呈指數型增長，目前的無線通信系統的頻譜資源已經不能滿足超高速無線通信的需求，近年來太赫茲通信受到廣泛重視。太赫茲頻段通常指0.3～10THz，通信帶寬遠大于微波波段，基于光電方式的太赫茲通信系統可以實現幾百吉比特(Gbps)的通信速率。

太赫茲通信的方法主要有連續太赫茲載波調制和太赫茲脈沖調制。連續太赫茲波載波一般采用光外差混頻(photo-mixing)兩路連續激光的方式產生，通過調制其中一路連續激光實現太赫茲通信信號的調制。然后將兩路激光輸入高速單行載流子光探測器(UTC-PD)中，產生太赫茲載波，之后通過天線發射太赫茲波進行空間傳輸。相比而言，脈沖通信具有對信道衰落不敏感和系統復雜度低等優點。而常見的太赫茲脈沖的光電產生方式為超短光脈沖照射非線性晶體和飛秒脈沖激勵光電導天線等。由于非線性效應和光電導效應都需要很高的光學峰值功率，太赫茲轉換效率很低，不利于太赫茲通信。

常見的太赫茲脈沖發射系統由飛秒脈沖源(femtosecond laser)，斬波器(optical chopper)，單模激光二極管(LD)，波束分割器(BS)，THz發射器(THz emitter)，THz接收器(THz detector)等組成。通過瞬時光導開關(photoconductive switching)的原理，當光電流隨時間變化時，其光電流大小對應入射激光束強度的時間微分，從而將飛秒激光脈沖轉換成寬帶太赫茲脈沖。該系統雖然可以解決現有無線通信系統頻譜資源和容量有限的問題，但是太赫茲通信脈沖的中心頻率、脈沖重復頻率以及脈沖寬度不可控，因而不能適應和滿足實際的應用需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種可調諧多帶太赫茲脈沖無線通信發射裝置。采用調控脈沖光和外差混頻的光電方式產生太赫茲脈沖序列，太赫茲脈沖的調控都在光域進行，太赫茲通信脈沖的中心頻率、脈沖重復頻率以及脈沖寬度由光學可編程光處理器調控，能夠實現中心頻率可調諧的多頻段太赫茲脈沖通信。

為實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種可調諧多帶太赫茲脈沖無線通信發射裝置，包括：

光頻梳產生模塊，產生光頻梳；

可編程光處理器，與所述光頻梳產生模塊連接，對產生的光頻梳進行頻率濾波，生成多路輸出，每路輸出包括單波長光本振和多波長光載波信號；

調制器，設置在每路輸出光路上，將基帶信號調制到多波長光載波信號上；

光電探測器，與每個調制器連接，對調制器輸出的信號進行作用，產生多頻段的太赫茲脈沖；

所述太赫茲脈沖的中心頻率由每路輸出的單波長光本振和多波長基帶光載波的中心波長差決定；

所述太赫茲脈沖的周期由調制器實現的基帶調制控制；

所述太赫茲脈沖的寬度和時間間隔由多波長基帶光載波的波長數量和間隔控制。