[發明專利]一種光電融合大動態可重構變頻裝置與方法

有效

• 申請號: 202110032854.8
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112838894B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 韓秀友;白宇;王衛恒;付雙林;谷一英;趙明山
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H04B10/2575
• 分類號: H04B10/2575;G02F1/35
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 隋秀文

1.一種光電融合大動態可重構變頻裝置，其特征在于，所述的裝置包括：激光器(1)、可調光分路器(2)、可調電分路器(3)、第一電光調制單元(4)、第二電光調制單元(5)、第一直流偏置控制單元(6)、第二直流偏置控制單元(7)、本振信號源(8)、固定電分路器(9)、第一光放大單元(10)、第二光放大單元(11)、光電接收單元(12)和可調電濾波單元(13)；

所述第一電光調制單元(4)和第二電光調制單元(5)均具有雙射頻輸入端口，分別用于本振信號和待變頻信號的輸入，實現本振信號和待變頻信號的電光調制轉換至光域的功能；

所述第一電光調制單元(4)通過第一直流偏置控制單元(6)控制工作在最小偏置工作點，實現上支路本振信號和待變頻信號的載波抑制雙邊帶調制功能；所述第二電光調制單元(5)通過第二直流偏置控制單元(7)控制工作在最小偏置工作點，實現下支路本振信號和待變頻信號的載波抑制雙邊帶調制功能；

所述可調光分路器(2)用于分配進入第一電光調制單元(4)和第二電光調制單元(5)的光功率比值，以滿足變頻過程中對三階交調雜散分量抑制的光功率匹配條件；

所述可調電分路器(3)用于分配進入第一電光調制單元(4)和第二電光調制單元(5)的待變頻信號的功率比值，以滿足變頻過程中對三階交調雜散分量抑制的電功率匹配條件；

所述第一光放大單元(10)在光域內放大第一電光調制單元(4)輸出的載波抑制雙邊帶信號；所述第二光放大單元(11)在光域內放大第二電光調制單元(5)輸出的載波抑制雙邊帶信號；

所述光電接收單元(12)包括第一光電探測器(12-1)和第二光電探測器(12-2)；第一光電探測器(12-1)用于接收第一光放大單元(10)輸出的放大后的載波抑制雙邊帶信號，進行光電轉換后輸出電信號；第二光電探測器(12-2)用于接收第二光放大單元(11)輸出的放大后的載波抑制雙邊帶信號，進行光電轉換后輸出電信號；第一光電探測器(12-1)和第二光電探測器(12-2)通過差分電路連接，通過差分合路完成變頻過程中三階交調雜散分量的消除；

所述可調電濾波單元(13)具有低通模式和高通模式兩種工作模式，并采用開關進行切換；設置在低通模式，用于選通光電接收單元(12)輸出的下變頻電信號，實現下變頻功能；設置在高通模式，用于選通光電接收單元(12)輸出的上變頻電信號，實現上變頻功能；

所述激光器(1)與可調光分路器(2)通過光鏈路連接，可調光分路器(2)分別與第一電光調制單元(4)、第二電光調制單元(5)通過光鏈路連接，第一電光調制單元(4)和第二電光調制單元(5)分別連接第一光放大單元(10)、第二光放大單元(11)后均與光電接收單元(12)通過光鏈路連接；

所述光電接收單元(12)與可調電濾波單元(13)通過電鏈路連接。

2.權利要求1所述的光電融合大動態可重構變頻裝置實現大動態可重構變頻的方法，其特征在于，步驟如下：

激光器(1)發出的光波經過可調光分路器(2)分為兩路；上路光波輸入至第一電光調制單元(4)；下路光波輸入至第二電光調制單元(5)；

本振信號源(8)輸出的本振信號經過固定電分路器(9)分為兩路，一路本振信號輸入至第一電光調制單元(4)，另外一路本振信號輸入至第二電光調制單元(5)；

待變頻的射頻信號或中頻信號經過可調電分路器(3)分為兩路，一路射頻信號或中頻信號輸入至第一電光調制單元(4)，另外一路射頻信號或中頻信號輸入至第二電光調制單元(5)；

第一直流偏置控制單元(6)控制第一電光調制單元(4)工作在最小偏置工作點，實現對射頻信號或中頻信號和本振信號的載波抑制調制功能，輸出載波抑制雙邊帶信號；第二直流偏置控制單元(7)控制第二電光調制單元(5)工作在最小偏置工作點，實現對射頻信號或中頻信號和本振信號的載波抑制調制功能，輸出載波抑制雙邊帶信號；

第一電光調制單元(4)輸出的載波抑制雙邊帶信號經第一光放大單元(10)放大后傳輸至光電接收單元(12)中的第一光電探測器(12-1)，完成光電轉換并輸出電信號；

第二電光調制單元(5)輸出的載波抑制雙邊帶信號經第二光放大單元(11)放大后傳輸至光電接收單元(12)中的第二光電探測器(12-2)，完成光電轉換并輸出電信號；

通過調節可調光分路器(2)的兩端口輸出至第一電光調制單元(4)和第二電光調制單元(5)的光功率分配比，同時調節可調電分路器(3)兩端口輸出至第一電光調制單元(4)和第二電光調制單元(5)的電功率分配比，使第一光電探測器(12-1)和第二光電探測器(12-2)輸出電信號頻譜中的變頻三階交調雜散分量的幅度相同；經過差分合路，第一光電探測器(12-1)輸出的變頻三階交調雜散分量和第二光電探測器(12-2)輸出的變頻三階交調雜散分量相抵消，實現對變頻過程中三階交調雜散分量的消除，獲得大動態范圍的變頻功能；

當輸入待變頻的信號為射頻信號時，可調電濾波單元(13)的開關切換至低通模式，選擇輸出下變頻后的中頻信號，實現下變頻功能；當輸入待變頻的信號為中頻信號時，可調電濾波單元(13)的開關切換至高通模式，選擇輸出上變頻后的射頻信號，實現上變頻功能；通過對可調電濾波單元(13)工作模式的開關切換選擇，實現下變頻和上變頻的動態重構功能。