[發明專利]多頻段任意相位編碼信號產生裝置及方法

在審

• 申請號: 202110065560.5
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112904281A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 朱廈;曹旭華;李偉;王欣;李明;祝寧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S7/00;G02F2/00;G02B27/28;H04B10/2513
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王文思

一種多頻段任意相位編碼信號產生裝置，包括：光源，用于輸出光載波；第一光電調制模塊，用于將微波信號加載到光載波上，通過調節加載于第一光電調制模塊上的多個直流偏置電壓，產生多階單邊帶光信號；第二光電調制模塊，用于將編碼信號加載到光載波上，通過調節加載于第二光電調制模塊上的多個直流偏置電壓，產生編碼調制光信號；摻鉺光纖放大器，用于將信號放大；偏振控制器和起偏器，用于調節編碼調制光信號和多階單邊帶光信號的偏振態，得到合成光信號；光電探測器，用于將合成光信號進行光電轉換，得到多頻段任意相位編碼微波信號。本公開提供的裝置可得到無背景噪聲的多頻段任意相位編碼的微波信號，并且能夠實現一點對多點的長距離抗色散光纖傳輸。

技術領域

本公開涉及微波光子學技術領域，尤其涉及一種多頻段任意相位編碼信號產生裝置及方法。

背景技術

多頻段相位編碼信號可以提高目標識別、映射和跟蹤的分辨率和靈敏度，并降低在不利條件下錯誤檢測的風險。近年來，多頻段雷達憑借其優秀的抗電磁干擾性引起了關注。

目前，現有的多頻段相位編碼信號產生方法只能執行二進制相位編碼，同時，由于存在附加基帶調制信號，會導致與其他通信頻段相互串擾。另外，在雷達網絡中，中心站中生成的雷達波形需要在發射前通過光纖傳輸到不同的基站，在光纖傳輸過程中，光纖色散可能會引起信號功率衰減，從而導致雷達信號在不同的載波頻率和傳輸距離上產生周期性功率波動。因此，需要建立一種能夠實現無背景噪聲的多頻帶任意相位編碼微波信號的產生和抗色散傳輸的光學系統。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供了一種多頻段任意相位編碼信號產生裝置及方法，以解決上述問題。

本公開的一個方面提供了一種多頻段任意相位編碼信號產生裝置，包括：光源，用于輸出光載波；第一光電調制模塊，用于將微波信號加載到所述光載波上，通過調節加載于所述第一光電調制模塊上的多個直流偏置電壓，產生多階單邊帶光信號；第二光電調制模塊，用于將編碼信號加載到所述光載波上，通過調節加載于所述第二光電調制模塊上的多個直流偏置電壓，產生編碼調制光信號，其中，所述編碼調制光信號與所述多階單邊帶光信號的偏振態正交；摻鉺光纖放大器，用于將所述編碼調制光信號和所述多階單邊帶光信號進行放大處理；偏振控制器和起偏器，用于調節所述編碼調制光信號和所述多階單邊帶光信號的偏振態，得到所述編碼調制光信號和所述多階單邊帶光信號的合成光信號；光電探測器，用于將所述合成光信號進行光電轉換，得到多頻段任意相位編碼微波信號。

可選地，所述第一光電調制模塊包括：微波源，用于產生微波信號；寬帶移相器，用于調制所述微波信號相移量，產生兩個存在預設相位差的微波信號；上部雙平行馬赫曾德爾調制器，包括第一馬赫曾德爾調制器和第二馬赫曾德爾調制器，用于將所述兩個存在預設相位差的微波信號分別加載于所述光載波上，并對加載所述兩個存在預設相位差的微波信號的光載波分別進行調制，以產生所述多階單邊帶光信號；第一三通道直流電壓源，分別與所述第一馬赫曾德爾調制器、第二馬赫曾德爾調制器和上部雙平行馬赫曾德爾調制器的直流偏壓輸入端口連接，分別用于調節所述第一馬赫曾德爾調制器、第二馬赫曾德爾調制器和上部雙平行馬赫曾德爾調制器的直流偏置電壓，使所述上部雙平行馬赫曾德爾調制器產生預設階數的多階單邊帶光信號。

可選地，所述第二光電調制模塊包括：任意波形發生器，用于產生前置編碼信號；功分器，用于將所述前置編碼信號等分為兩個相同的編碼信號；下部雙平行馬赫曾德爾調制器，包括第三馬赫曾德爾調制器和第四馬赫曾德爾調制器，用于將所述兩個相同的編碼信號分別加載于所述光載波上，并對加載所述兩個相同的編碼信號的光載波分別進行調制，得到所述編碼調制光信號；第二三通道直流電壓源，分別與所述第三馬赫曾德爾調制器、第四馬赫曾德爾調制器和下部雙平行馬赫曾德爾調制器的直流偏壓輸入端口連接，分別用于調節所述第三馬赫曾德爾調制器、第四馬赫曾德爾調制器和下部雙平行馬赫曾德爾調制器的直流偏置電壓，使所述下部雙平行馬赫曾德爾調制器產生所述編碼調制光信號；90°偏振旋轉器，用于旋轉所述編碼調制光信號的偏振態，使所述編碼調制光信號和所述多階單邊帶光信號位于正交偏振態。