[發明專利]一種面向短波或超短波寬帶傳輸的相干微波光子鏈路

有效

• 申請號: 202010465346.4
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111726164B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 戴鍵;高一然;陳敬月;吳鐘涵;張天;徐坤
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40;H04B10/61
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 丁蕓;馬敬

本發明實施例提供了一種面向短波或超短波寬帶傳輸的相干微波光子鏈路，由于鎖相環的存在，使得第一窄線寬激光器和第二窄線寬激光器的相位同步變化，始終保持同頻同相，避免了長距離光纖中的相位抖動引起的射頻信號的功率抖動；并且兩個窄線寬激光器線寬較窄，能夠使兩個窄線寬激光器輸出的光信號之間的頻率差控制在鎖相環的鎖頻范圍內，避免了傳輸短波或超短波信號時的相位失鎖。解決了面向短波或超短波寬帶傳輸的相干微波光子鏈路中的功率衰減嚴重、光纖抖動導致的射頻信號功率抖動的問題。基于接收端的數字解調技術，在降低寬帶解調信號的數字噪聲的同時，有效抑制寬帶跨倍頻程信號的非線性失真，從而實現了寬帶大動態范圍的相干微波光子鏈路。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種面向短波或超短波寬帶傳輸的相干微波光子鏈路。

背景技術

微波光子學是利用光學方法實現微波信號處理的一門學科。作為光處理的核心,微波光子鏈路可以實現微波與光波的相互轉換以及傳輸等處理功能。微波光子鏈路在雷達定位、無線通信、電子對抗、衛星通信、電視廣播等眾多領域都有極其廣泛的應用價值。

在微波光子鏈路中，將射頻信號調制至光載波，經光纖傳播后再解調，恢復原射頻信號。微波光子鏈路中的面向短波或超短波寬帶傳輸的相干微波光子鏈路，是一種動態范圍較為理想的微波光子鏈路結構。在面向短波或超短波寬帶傳輸的相干微波光子鏈路中，通過射頻信號對光載波信號進行相位調制，經光纖傳輸后相干解調，恢復原射頻信號。

參見圖1所示，圖1為現有技術的單一激光器與數字解調技術的大動態范圍微波光子鏈路結構示意圖。該技術利用數字線性化方法來抑制鏈路非線性。發射端光源一路被射頻信號相位調制后經過光纖傳輸，另一路也通過相同延時長度的光纖傳輸，保證兩束光同時到達接收端。在接收端處，兩路光經過2×4光耦合器后分別經過兩個平衡探測器進行探測解調，此時兩路接收射頻信號的相位差為90°。再經過模數轉換器將兩路解調的模擬信號轉換到數字域，并利用數字處理恢復其相位信息，即在發射端調制的射頻信號。

上述方法中的傳輸兩路光信號的光纖延時需要保持相同，并且接收射頻信號的功率受光纖抖動的影響較大，功率衰減也較為嚴重，因此實現短波或超短波遠距離傳輸的難度較大。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種面向短波或超短波寬帶傳輸的相干微波光子鏈路，用以解決現有技術大動態范圍微波光子鏈路結構中的接收信號的功率受光纖抖動的影響較大，功率衰減也較為嚴重，因此實現短波或超短波遠距離傳輸的難度較大的問題。具體技術方案如下：

本發明實施例的提供一種面向短波或超短波寬帶傳輸的相干微波光子鏈路，包括：

用于發射調制后光信號的發射端及用于接收所述調制后光信號的接收端；

所述發射端包括：用于產生遠端光信號的第一窄線寬激光器，所述調制后光信號為經射頻信號相位調制所述遠端光信號得到的；

所述接收端包括：第二窄線寬激光器、相干接收模塊、鎖相控制模塊及數字信號處理單元，其中，

所述第二窄線寬激光器，用于產生本振光信號；

所述相干接收模塊，用于基于數字解調技術，將所述本振光信號和所述調制后光信號，進行耦合、光電探測解調，恢復出一路光電流信號和另一路光電流信號，所述一路光電流信號與所述另一路光電流信號之間的相位差為90°；

所述鎖相控制模塊，用于跟蹤所述一路光電流信號和所述另一路光電流信號中的任一信號中所述本振光信號與所述調制后光信號之間的誤差，得到誤差信號，并對所述誤差信號經低通濾波器后進行比例-積分-微分變換，反饋至所述第二窄線寬激光器，調整所述本振光信號與所述調制后光信號為相同頻率、相同相位，得到調整后本振光信號，使所述誤差信號的相位信息只包含調制信號；