[發明專利]一種基于直調激光器的跳頻通信系統和跳頻信號生成方法

有效

• 申請號: 201911202790.0
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110932787B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 陶理;王瑞;黎夢雪;王之立;譚輝
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B1/7136
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

1.一種基于直調激光器的跳頻通信系統，其特征在于：包括驅動信號源、直調激光器、光強度調制器、連續光源、電光調制器和光電探測器；

直調激光器的光輸出端與光強度調制器的光輸入端連接，驅動信號源的信號輸出端分別與直調激光器和強度調制器的信號輸入端連接，連續光源的光輸出端與電光調制器的光輸入端連接，光強度調制器和電光調制器的光輸出端分別與光電探測器的光輸入端連接；

驅動信號源用于分別生成驅動直調激光器的幅度跳變的驅動電信號1和驅動光強度調制器的驅動電信號2；

直調激光器用于根據驅動電信號1生成頻率跳變的光載波；

光強度調制器用于根據驅動電信號2對直調激光器輸出的光信號進行外調制以控制光功率；

連續光源用于生成連續光波；

電光調制器用于將基帶電信號調制到連續光波；

光電探測器用于將光強度調制器和電光調制器輸出的兩路光信號拍頻并轉換為頻率跳變的射頻電信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于直調激光器的跳頻通信系統，其特征在于：還包括光耦合器，光強度調制器和電光調制器的光輸出端通過光耦合器合并后與光電探測器的光輸入端連接。

3.根據權利要求2所述的一種基于直調激光器的跳頻通信系統，其特征在于：還包括高通濾波器，光電探測器的信號輸出端與高通濾波器的信號輸入端連接，高通濾波器用于濾除諧波。

4.基于權利要求1到3中任意一項所述的一種基于直調激光器的跳頻通信系統的跳頻信號生成方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：通過幅度跳變的驅動電信號1控制直調激光器輸出的光波長，用直調激光器的啁啾效應產生頻率跳變的光載波；

S2：根據直調激光器的驅動電信號1設置光強度調制器的驅動電信號2，對直調激光器輸出的光信號進行外調制，控制光功率以減少光信號功率的抖動；

S3：連續光源生成連續光波，電光調制器將基帶電信號調制到連續光波；

S4：通過光外差法將將步驟S2和S3得到的兩路光信號合并送入光電探測器處拍頻，產生頻率為兩光波頻率差的頻率跳變的射頻電信號。

5.根據權利要求4所述的一種基于直調激光器的跳頻通信系統的跳頻信號生成方法，其特征在于：所述的步驟S2中，具體步驟為：設直調激光器的量子效率即線性區的工作曲線斜率為G_L，直調激光器的閾值電流為I_th，則直調激光器輸出的光功率P_out與驅動電流I的關系為：

P_out＝G_L(I-I_th)。

6.根據權利要求5所述的一種基于直調激光器的跳頻通信系統的跳頻信號生成方法，其特征在于：所述的步驟S4中，具體步驟為：

S41：設基帶信號為x(t)，各頻率分量為ω_n，該頻率分量對應的時間序列為t_n，則頻率跳變的射頻電信號s(t)為：

s(t)＝x(t)·(cosω₁t₁+cosω₂t₂+…+cosω_nt_n)；

S42：通過高通濾波器濾除s(t)中的諧波，得到頻率為兩光波頻率差的頻率跳變的射頻電信號。