[發明專利]一種光子輔助矢量毫米波信號產生系統

有效

• 申請號: 202110202075.8
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN113162694B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 余建軍;王演祎;王凱輝
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04B10/54
• 分類號: H04B10/54;H04B10/70
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于光纖?無線通信技術領域，具體為一種光子輔助矢量毫米波信號產生系統。本發明系統中，光毫米波被光偏振分束器分為上下兩路，分別被上下兩個調制器調制；兩個基帶信號源分別去驅動上下兩個調制器，通過相移器，上下兩路信號的相位差值為90度，調節光衰減器，使得上下兩路具有相同的插入損耗。光耦合器將上下兩路信號耦合成為一路信號，經過光電探測器對光信號進行探測，產生矢量毫米波信號。本發明系統生成的矢量毫米波信號速率高，穩定，不需要昂貴的DAC，并且可以通過光子集成技術進行集成，簡化系統結構。

技術領域

本發明屬于光纖-無線(Radio-over-Fiber, ROF)通信技術領域，具體涉及一種光子輔助矢量毫米波信號產生系統。

背景技術

隨著信息技術的發展和海量數據產生，對通信系統提出了大容量、高速率的需求。由于無線接入技術具有靈活、方便等特點，成為當前接入技術的主流。同時，光纖通信系統具有大帶寬、低損耗傳輸等優點，將光纖傳輸和無線接入結合起來的ROF通信系統成為研究熱點，并且有望成為下一代大容量、高速率通信的技術。

在ROF通信系統中，最重要的是能夠靈活生成不同調制格式和速率矢量毫米波信號。傳統方法是通過I/Q（In-phase/Quadrature）調制器在光載波上調制基帶矢量信號，然后與另一路本振光信號拍頻，經過光電探測器檢測后就得到矢量毫米波信號。但是該方案產生的矢量毫米波信號不純凈。基于單個MZM（Mach-Zehnder modulator）調制器能夠產生穩定的矢量毫米信號，但是該方案需要DAC，由于DAC帶寬有限，沒法產生高速的矢量毫米波信號。并且，DAC價格昂貴，功耗大。

因此，本發明提出了一種新型的光子輔助矢量毫米波信號產生系統。在該系統中，光毫米波被光偏振分束器分為上下兩路，分別被上下兩個調制器調制。兩個基帶信號源分別去驅動上下兩個調制器，通過相移器，上下兩路光毫米波信號的相位差值為90度，調節光衰減器，使得上下兩路具有相同的插入損耗。光耦合器將上下兩路信號耦合成為一路極化復用的光信號，經過光電探測器對光信號進行探測，產生矢量毫米波信號。生成的矢量毫米波信號速率高，穩定，并且可以通過光子集成技術進行集成，簡化系統結構。

本系統利用兩個級聯的強度調制器，在無DAC的情況下，產生高速矢量毫米波信號，并且還可以通過光子集成技術進行集成，系統結構簡單，降低了系統復雜度。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單、性能優良的光子輔助矢量毫米波信號產生系統。

本發明提供的光子輔助矢量毫米波信號產生系統，其結構如圖1所示；包括：信號源，偏振分束器, 強度調制器，相移器，光衰減器，光耦合器，光電探測器（PD），其中：

所述信號源，用于產生基帶信號；

所述偏振分束器，用于將光毫米波信號分為兩路；

所述強度調制器，有兩個，用于調制光毫米波；

所述相移器，用于產生相儀；

所述光衰減器，用于調節光功率；

所述光耦合器，用于上下兩路光信號;

所述光電探測器（PD），用于將光信號拍頻產生矢量毫米波信號。

光偏振分束器將光毫米波信號分為上下兩路, 利用信號源或商用軟件產生的兩路基帶on-off keying(OOK, 開-關鍵控)信號，分別去驅動上下兩個調制器；兩個強度調制器分別對上下兩路光毫米波信號進行強度調制；經過相移器，上下兩路光毫米波信號相位相差90度；通過光衰減器進行光功率調節，兩路的輸出有相同的插入損耗；光耦合器將上下兩路光信號合成一路極化復用的光信號，光電探測器對光耦合器輸出的光信號進行拍頻，產生矢量毫米波信號。