[發明專利]一種光路插損自適應的射頻光接收機

在審

• 申請號: 202010144184.4
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111193553A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 陳國帥;席虹標;黃鋒鋒;熊平戩
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十四研究所
• 主分類號: H04B10/60
• 分類號: H04B10/60;H04B10/079
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

本發明為一種光路插損自適應的射頻光接收機，在光電探測器和初級放大器之后設置壓控射頻衰減器和寬帶增益均衡電路，此后再接次級放大器輸出射頻信號。光電探測器的偏置電壓經模數轉換器數字信號接入單片機，單片機由此得到相應的控制電壓信號經數模轉換器后接入壓控射頻衰減器，控制其衰減量，調整增益，使輸出恒定。本發明通過調節設置于光電探測器和初級放大器之后的壓控射頻衰減器來補償光路插損造成的增益變化，無額外光插損，實現光路自適應，同時減輕甚至消除該壓控射頻衰減器的引入對整體的噪聲系數的惡化影響。其成本顯著低于現有的光衰減器的光路自適應解決方案。

技術領域

本發明涉及射頻光通信技術領域，具體為一種光路插損自適應的射頻光接收機。

背景技術

典型的射頻光纖傳輸(ROF，Radio on Fiber,)通信系統包括射頻光發射機、傳輸光纖和光接收機。系統增益由光發射機內放大器增益、電/光/電轉換插損、光路插損以及光接收機內放大器增益確定。由于光發射機內放大器增益、電/光/電轉換插損和光接收機內放大器增益這三個參數在不調整的情況下均為確定值，只有光路插損會在傳輸距離、轉接方式及布放環境變化時會變化。光路插損的變化會直接反饋于系統增益，導致鏈路增益波動。在射頻光通信系統中，系統增益隨著光路插損的變化而變化，一般1dB的光功率插損會導致射頻光通信系統輸出增益2dB的線性變化。

為了克服射頻通信光路中光路插損變化對系統增益波動的影響，開發了光路自適應技術，即使存在一定范圍內的光路插損變化，仍可以保證系統增益保持不變。這個光路插損變化范圍就是光功率自適應的動態范圍。一般根據射頻光傳輸距離的上下限確認該自適應動態范圍。例如1550nm波長的光在光纖中傳輸的實際衰減量(即光路插損量)約為0.2dB/km，要保證光在0～20km距離光纖傳輸的系統增益穩定，光自適應的功率變化動態范圍至少設置為4dB。

現有的光路自適應解決方案通常是基于壓控光衰減器，光衰減器設置于光電探測器之前，為了保證光路適應的動態范圍，在大功率的光信號輸入接收端時，光衰減器要將其衰減到光功率恒定值。通過檢測光電探測器的偏置電壓，根據此偏置電壓，用單片機或運算放大器控制壓控光衰減器的光衰減值，以保證光電探測器的光功率值恒定，從而保證系統增益的穩定。但在自適應動態范圍內的基于光衰減器的自適應調整過程會引入插損；且壓控光衰減器在不施加控制電壓時本身就存在約1dB的基本光插損。這些額外的插損都會導致了光信號接收光功率變小，從而惡化系統的噪聲系數。

發明內容

本發明的目的是提供一種光路插損自適應的射頻光接收機，在光電探測器和初級放大器之后設置壓控射頻衰減器，經過寬帶增益均衡電路后再經次級放大器輸出射頻信號。光電探測器的偏置電壓經模數轉換器變為數字信號并接入單片機，單片機對接收到的數字信號進行分析處理后輸出相應的控制電壓信號經數模轉換器后接入可調壓控射頻衰減器，從而控制衰減量，調整增益，使輸出恒定。本發明通過調節設置于光電探測器和初級放大器之后的壓控射頻衰減器來補償光路插損造成的增益變化，無額外光插損，實現光路自適應功能，同時減輕甚至消除該可調壓控射頻衰減器的引入對系統整體的噪聲系數的惡化影響。

本發明設計的一種光路插損自適應的射頻光接收機，包括光電探測器、放大器和受單片機控制的衰減器。所述衰減器為可調的壓控射頻衰減器,其后接有寬帶增益均衡電路。所述光電探測器連接初級放大器，再接入壓控射頻衰減器和次級放大器，光電探測器接收的光信號轉換為電信號后，先進入初級放大器，經壓控射頻衰減器后進入寬帶增益均衡電路，補償增益平坦度后輸入次級放大器放大后輸出射頻信號；還包括模數轉換器、單片機和數模轉換器，光電探測器的偏置電壓經模數轉換器數字信號接入單片機，單片機輸出相應的控制電壓信號經數模轉換器后接入壓控射頻衰減器，控制衰減量，調整增益，使光接收機的輸出恒定。