[發(fā)明專利]一種基于光電振蕩器的射頻信號(hào)感知裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810731621.5
• 申請(qǐng)日: 2018-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109194410B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金曉峰;肖康;金向東;余顯斌;沈小青;叢波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/60
• 分類號(hào): H04B10/60;H04B10/61;H04B10/556
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于光電振蕩器的射頻信號(hào)感知裝置，包括激光源、偏振控制器、馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器、電磁場(chǎng)傳感器、光纖耦合器、可調(diào)射頻帶通濾波器、射頻放大器、光濾波器、中頻帶通濾波器以及兩個(gè)光電探測(cè)器；其中激光源、偏振控制器、馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器、電磁場(chǎng)傳感器、光電探測(cè)器通過(guò)光纖依次相連；光電探測(cè)器、射頻耦合器、可調(diào)射頻帶通濾波器、射頻放大器、馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器的射頻輸入口通過(guò)射頻線順次相連；光纖耦合器的一路輸出、光濾波器、光電探測(cè)器、中頻帶通濾波器依次連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高頻寬帶電磁場(chǎng)的中頻接收，減少了接收端高頻設(shè)備的成本，優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需外置本振，電磁傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，待接收射頻信號(hào)和本振隔離度好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光電振蕩器的射頻信號(hào)感知裝置。

背景技術(shù)

隨著對(duì)高速通信的迫切需求，高頻、寬帶的頻譜資源被充分利用，攜帶各種信息的信號(hào)頻段的覆蓋范圍廣、信號(hào)參數(shù)復(fù)雜。高密集和復(fù)雜的信號(hào)環(huán)境要求電子設(shè)備收機(jī)具備大接收帶寬、大動(dòng)態(tài)范圍、高效率、高分辨率以及能夠?qū)Χ囝l點(diǎn)，多形式信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一接收以及統(tǒng)一處理能力。傳統(tǒng)電學(xué)接收機(jī)面臨著帶寬窄、鏈路損耗大的缺點(diǎn)，其對(duì)高頻寬帶信號(hào)接收處理能力已經(jīng)受到極大限制。

光子學(xué)技術(shù)具有高傳輸容量，在微波和毫米波頻段響應(yīng)平坦、抗電磁干擾、低損耗、低色散等方面的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其還具有超寬帶調(diào)諧的特點(diǎn)，在射頻和微波領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，其中包括光域的上下變頻及光子的射頻電場(chǎng)接收。光子學(xué)下變頻常使用串聯(lián)或并聯(lián)電光調(diào)制器的方法，最終通過(guò)光電探測(cè)器拍頻實(shí)現(xiàn)下變頻，而外置的高質(zhì)量本振源可調(diào)性能不佳，增加系統(tǒng)成本。已有提出的基于光電振蕩器方法的本振生成方案，可以省去外置本振，如文獻(xiàn)《Z.Tang,F.Zhang,S.Pan,Photonic microwave downconverter based onan optoelectronic oscillator using a single dual-drive mach-zehndermodulator,Opt Express 22(1)(2014)305.》和《H.Yu,M.Chen,H.Gao,C.Lei,H.Zhang,S.Yang,H.Chen,S.Xie,Simple photonic-assisted radio frequency down-converterbased on optoelectronic oscillator,Photonics Res.2(4)(2014)》中提出的技術(shù)方案，但該方案中光電振蕩器的輸出包含本振信號(hào)和射頻信號(hào)分量，本振信號(hào)和射頻信號(hào)隔離度較差，當(dāng)頻率間隔較近時(shí)，射頻信號(hào)會(huì)對(duì)本振信號(hào)造成較大干擾。

集成光學(xué)電場(chǎng)傳感器是光子射頻電場(chǎng)接收的應(yīng)用之一，其具有靈敏度高、帶寬大、體積小等優(yōu)點(diǎn)，相比于傳統(tǒng)金屬探頭，其對(duì)待測(cè)電場(chǎng)干擾很小，測(cè)量誤差小。如文獻(xiàn)《J.Zhang,F.Chen,and B.Sun,Integrated Optical E-Field Sensor for IntenseNanosecond Electromagnetic Pulse MeasurementIEEE Photon.Technol.Lett.vol.26,no.3,pp.275-277.Jan,2014.2.》和《T.Meier,C.Kostrzewa,K.Petermann andB.Schuppert,Integrated optical E-field probes with segmented modulatorelectrodesIEEE J.Lightw.Technol.vol.12,no.8,pp.1497-1503,1994》中提出的技術(shù)方案，其中集成光學(xué)電場(chǎng)傳感器是基于馬赫曾德?tīng)柌▽?dǎo)結(jié)構(gòu)，其偏置點(diǎn)容易受到周?chē)h(huán)境如溫度、濕度的變化而產(chǎn)生漂移，從而導(dǎo)致調(diào)制效率和動(dòng)態(tài)范圍的變化，最終導(dǎo)致中頻信號(hào)功率的波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高本振和射頻信號(hào)隔離度，克服傳統(tǒng)光子下變頻多使用馬赫曾德?tīng)柌▽?dǎo)類型的集成光學(xué)電場(chǎng)傳感器偏置點(diǎn)易漂移的劣勢(shì)，本發(fā)明提供了一種基于光電振蕩器的射頻信號(hào)感知裝置，使用了相位調(diào)制類型的傳感器，實(shí)現(xiàn)了無(wú)需外置本振直接在光域接收及實(shí)現(xiàn)下變頻的功能，具有本振和射頻信號(hào)高隔離度的優(yōu)勢(shì)。