[發明專利]光載太赫茲波/毫米波生成系統及方法、發射機

有效

• 申請號: 202011228140.6
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112039595B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 朱敏;雷明政;李愛杰;蔡沅成;張教;黃永明;尤肖虎
• 申請（專利權）人: 網絡通信與安全紫金山實驗室
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/54;H04B10/548
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 杜娟娟

本申請提供光載太赫茲波/毫米波生成系統，其包括光波發生器和集成式強度調制器。光波發生器生成預設數量的相干光梳齒。各集成式強度調制器用于接收光波發生器生成的預設數量的相干光梳齒，并以數據、本振頻率對所接收的相干光梳齒進行調制，從而生成調制信號。該集成式強度調制器包括至少兩個子調制器，并且該集成式強度調制器還被配置為接收直流偏置電壓以調整各調制器輸出的調制信號之間的相位。還提供用于光通信的發射機及光載太赫茲波/毫米波生成方法。本申請的方案可避免外部環境對分離后的光波信號影響不一致所導致的相位噪聲問題。

技術領域

本發明涉及通信技術，更為具體地，涉及光載太赫茲波/毫米波生成技術和用于光通信的發射機。

背景技術

隨著移動數據流量的爆發式增長，低頻段頻譜資源日益緊張。無線通信載波頻率開始向頻率范圍為30GHz到300GHz的毫米波和頻率范圍高達100GHz至10THz的太赫茲(THz)頻段發展。

由于太赫茲波高頻和大帶寬的特點，其相關技術被認為是未來6G移動通信的重要候選技術。傳統的基于電子學的全固態太赫茲波產生系統，頻率和帶寬受到電子瓶頸的限制。為了突破這些電子瓶頸，研究者們提出了基于光子學的太赫茲波產生方案。

根據系統所使用光源的不同，光載太赫茲波產生方案一般可分為兩大類：基于雙激光器的方案和基于光頻梳的方案。就目前而言，無論是哪一種方案，都存在相位噪聲的問題。

相位噪聲會惡化接收端信號的信噪比，帶來嚴重的誤碼。采用數字信號處理（DSP）算法補償相位噪聲是有可能的，但DSP算法會帶來較大的功耗和延時，且DSP算法需要把數據采集下來進行處理。這都使得采用DSP算法補償相位噪聲在許多場景下不適用，例如，在3D-Full-HD電視和S-HDTV等數據流特別大的場景中就不適用。

因此，有必要改善太赫茲波生成方式。

發明內容

有鑒于此，本申請提供改善的光載太赫茲波/毫米波生成系統。該光載太赫茲波/毫米波生成系統包括光波發生器，其被配置為生成預設數量的相干光梳齒；集成式強度調制器，其被配置為接收所述光波發生器生成的所述預設數量的相干光梳齒，并以數據、本振頻率對所接收的相干光梳齒進行調制，從而生成調制信號；其中，所述集成式強度調制器包括至少兩個子調制器，以及所述集成式強度調制器還被配置為接收直流偏置電壓，以調整所述子調制器輸出的調制信號之間的相位。

根據本申請示例的光載太赫茲波/毫米波生成系統，可選地，所述光波發生器包括：光頻梳發生器，其被配置為生成多個相干光梳齒，其中，所述多個相干光梳齒是多個相鄰頻率間隔為f的相干光梳齒；第一光纖放大器，其用于接收所述多個相干光梳齒，并被配置為放大所接收的所述相干光梳齒；第一濾波器，其用于接收經由所述第一光纖放大器放大的所述相干光梳齒，并被配置為從所接收的相干光梳齒過濾出所述預設數量的相干光梳齒并發送給所述集成式強度調制器。

根據本申請示例的光載太赫茲波/毫米波生成系統，可選地，所述光載太赫茲波/毫米波生成系統還包括：第二光纖放大器，其用于接收所述集成式強度調制器生成的調制信號并對其進行放大；第二濾波器，其用于接收經由所述第二光纖放大器放大的信號，對其進行濾波以生成待拍頻信號，其中，所述待拍頻信號之間的頻率間隔為nf和所述本振頻率的和，n≥2且n為整數；光電探測器，其用于接收所述待拍頻信號，并被配置為對所述待拍頻信號進行外差拍頻以生成待發射的太赫茲波/毫米波。

根據本申請示例的光載太赫茲波/毫米波生成系統，可選地，所述光載太赫茲波/毫米波生成系統還包括用于發射所生成的太赫茲波/毫米波的天線。

根據本申請示例的光載太赫茲波/毫米波生成系統，可選地，所述第一和第二光纖放大器均為摻餌光纖放大器，所述第一濾波器被配置為過濾出兩個相干光梳齒，所述集成式強度調制器為雙平行馬赫-曾德爾調制器。