[發明專利]基于雙載波的寬帶信號微波光子移相方法和系統

有效

• 申請號: 201811032741.2
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109088673B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 高欣璐;黃善國;白云平;雷明政
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516;H04B10/548
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 陳宙

本發明公開了一種基于雙載波的寬帶信號微波光子移相方法和系統，所述方法包括：將本地信號通過上邊帶調制加載到相位相關的兩個光載波上，并將寬帶射頻信號通過下邊帶調制加載到所述兩個光載波上；濾出所述光載波的下載波的上邊帶信號、上載波的下邊帶信號；對濾出的信號進行拍頻，得到相移受控的寬帶射頻信號。應用本發明，可以控制寬帶信號實現相移，從而提高無線通信系統速率與系統容量，以及提高波束成形系統波束指向精度，提高雷達系統角度分辨率，進而提高成像雷達成像分辨率。

技術領域

本發明涉及光電子技術領域，特別是指一種基于雙載波的寬帶信號微波光子移相方法和系統。

背景技術

微波光子學作為一個嶄新的領域，其主要研究的對象為工作在微波、毫米波甚至是太赫茲波段的光子器件及其相關應用，研究內容包括超快信號和高速信號的產生、處理、轉換和分配，以及寬帶光鏈路上微波信號的傳輸。微波光子移相器是微波光子學領域中一種重要的信號處理技術，光子射頻移相技術是利用光學及光電子器件實現射頻信號的移相功能，它是光控相控陣及全光射頻矢量調制中的關鍵技術，這種技術具有線性度高、可調諧性好、覆蓋率廣等優點。同時，光子移相器具有頻帶寬、抗電磁干擾強、損耗低、質量輕和體積小等優點，已在雷達、通信、導彈姿態控制、儀器和微波頻率測量系統中廣泛應用并逐漸成為研究的主要方向。

國內外關于微波光子移相器的報道很多，采用的技術主要有光真延時技術、外差混頻技術與矢量和技術等。基于光真延時技術的移相器利用光纖作為延時線以控制相鄰兩個輻射單元之間的射頻信號相對相位，從而可以使空間波束向一個特定的方向輻射，從而有效抑制波束偏斜。基于外差混頻技術的移相器原理是設法產生兩個頻率不同的相干光，經過光子濾波分成兩路，然后其中一路光波的相位受到控制，通過光耦合器將兩個模式的光合成一路,最后經光電探測器探測得到相位可控的射頻信號。基于矢量和技術的移相器原理較為簡單，兩路頻率相同，幅度、相位不同的正弦信號，經過疊加后產生一定相位的信號，信號相位可由兩個信號的幅度比值以及兩者的相位差控制。

然而，現有技術的移相器所產生的移相信號帶寬有限，使得無線通信系統速率與系統容量受限。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種基于雙載波的寬帶信號微波光子移相方法和系統，可以控制寬帶信號實現相移，從而提高無線通信系統速率與系統容量，以及提高波束成形系統波束指向精度，提高雷達系統角度分辨率，進而提高成像雷達成像分辨率。

基于上述目的本發明提供一種基于雙載波的寬帶信號微波光子移相方法，包括：

將本地信號通過上邊帶調制加載到相位相關的兩個光載波上，并將寬帶射頻信號通過下邊帶調制加載到所述兩個光載波上；

濾出所述光載波的下載波的上邊帶信號、上載波的下邊帶信號；

對濾出的信號進行拍頻，得到相移受控的寬帶射頻信號。

其中，所述得到相移受控的寬帶射頻信號，具體為：

基于所述本地信號的相位改變，得到相應相移的寬帶射頻信號。

其中，所述將本地信號通過上邊帶調制加載到相位相關的兩個光載波上，將寬帶射頻信號通過下邊帶調制加載到所述兩個光載波上，具體為：

基于雙平行馬赫-曾德爾調制器DPMZM實現將本地信號通過上邊帶調制加載到相位相關的兩個光載波上，將寬帶射頻信號通過下邊帶調制加載到所述兩個光載波上。

其中，所述得到相移受控的寬帶射頻信號，具體為：

通過調節DPMZM的主馬赫-曾德爾調制器MZM上的直流偏置電壓，得到相應相移的寬帶射頻信號；或者

通過調節DPMZM的主馬赫-曾德爾調制器MZM上的直流偏置電壓，以及改變所述本地信號的相位，得到相應相移的寬帶射頻信號。