[發明專利]一種基于光子技術的高頻寬帶跳頻信號產生裝置及其方法

有效

• 申請號: 202110323027.4
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113206706B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 王國棟;趙尚弘;李軒;朱子行;蔣煒;高從芮;黃藍鋒;李赫;孟晴晴;周逸瀟
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B1/7136
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于光子技術的高頻寬帶跳頻信號產生裝置，其特征在于，包括激光器(1)、低頻跳頻信號(2)、雙偏振正交相移鍵控調制器DPQPSKM(3)、偏振控制器A(4)、光環行器(5)、偏振分束器(6)、射頻本振信號(7)、光頻移模塊(8)、偏振控制器B(9)、檢偏器(10)、光電探測器(11)；其中

激光器(1)與雙偏振正交相移鍵控調制器DPQPSKM(3)相連接，激光器(1)輸出的光載波在雙偏振正交相移鍵控調制器DPQPSKM(3)中受低頻跳頻信號(2)調制；

雙偏振正交相移鍵控調制器DPQPSKM(3)的輸出與偏振控制器A(4)、光環行器(5)、檢偏器(10)、光電探測器(11)依次連接，具體為：雙偏振正交相移鍵控調制器DPQPSKM(3)的輸出端與偏振控制器A(4)的輸入端相連，偏振控制器A(4)的輸出端與光環行器(5)的輸入端相連，光環行器(5)的第二輸出端(5-2)與檢偏器(10)的輸入端相連，檢偏器(10)的輸出端與光電探測器(11)的輸入端相連；

光環行器(5)的第一輸出端(5-1)與偏振分束器(6)的輸入端相連接，偏振分束器(6)的第一輸出端(6-1)與光頻移模塊(8)的輸入端連接，光頻移模塊(8)的輸出端與偏振控制器B(9)的輸入端連接，偏振控制器B(9)輸出端與偏振分束器(6)的第二輸出端(6-2)相連接，構成薩格納克環結構；

光頻移模塊(8)受射頻本振信號(7)調制；并且其中

DPQPSKM由一個功分器、兩個雙平行馬赫曾德爾調制器DPMZM-1和DPMZM-2、一個90°偏振旋轉器和一個偏振合束器構成，每個DPMZM是在一個主調制器的兩個臂上各集成一個子調制器：MZM₁和MZM₂；

光頻移模塊(8)具體實現如下：射頻本振信號分為兩路具有90°相位差的電信號，分別輸入雙平行馬赫曾德爾調制器DPMZM的兩個子調制器的射頻輸入口，兩個子調制器都工作在最小偏置點，主調制器工作在正交偏置點，則該DPMZM的輸出為+1階光邊帶或-1階光邊帶，相當于該DPMZM令輸入光的頻率增大或減小，增/減量等于射頻本振信號的頻率。

2.一種基于光子技術的高頻寬帶跳頻信號產生方法，其特征在于，

步驟1：利用偏振復用的電光調制器對激光器(1)輸出的光載波和低頻跳頻信號進行電光調制，產生偏振正交的兩路雙波長光信號；

步驟2：偏振正交的兩路雙波長光信號經過偏振控制器A(4)后發生干涉，得到兩路偏振正交的單頻光信號；

步驟3：兩路偏振正交的單頻光信號分別沿順/逆時針傳輸方向進入薩格納克環結構，其中正向輸入光頻移模塊(8)的單頻光信號發生頻移，頻率偏移量受射頻本振信號控制；反向輸入光頻移模塊(8)的單頻光信號不受調制；

步驟4：兩路光信號經過檢偏器(10)偏振合路后進入光電探測器(11)拍頻，實現了對低頻跳頻信號的倍頻和上變頻操作。

3.如權利要求2所述的基于光子技術的高頻寬帶跳頻信號產生方法，其特征在于，薩格納克環結構由偏振分束器(6)、光頻移模塊(8)和偏振控制器B(9)構成；光頻移模塊(8)功能由電光調制器實現，正向傳輸進入電光調制器的光信號受到調制產生頻移；反向傳輸進入的光信號由于電光調制器的速率失配現象而不受調制。

4.如權利要求2所述的基于光子技術的高頻寬帶跳頻信號產生方法，其特征在于，光頻移模塊(8)由雙平行馬赫曾德爾調制器DPMZM實現：射頻本振信號分為兩路具有90°相位差的電信號，分別輸入的兩個子調制器的射頻輸入口，兩個子調制器都工作在最小偏置點，主調制器工作在正交偏置點，則該DPMZM的輸出為+1階光邊帶或-1階光邊帶，相當于該DPMZM令輸入光的頻率增大或減小，增/減量等于射頻本振信號的頻率。

5.如權利要求2所述的基于光子技術的高頻寬帶跳頻信號產生方法，其特征在于，光頻移模塊(8)由兩個串聯的DPMZM實現，此時，在薩格納克環結構中，偏振分束器(6)的第一輸出端與第一個DPMZM的輸入端相連，第一個DPMZM的輸出端與第二個DPMZM的輸出端相連，第二個DPMZM的輸入端與偏振控制器B(9)和偏振分束器(6)的第二輸出端依次相連接；第一個DPMZM對沿順時針方向傳輸的+2階光邊帶進行增頻，第二個DPMZM對沿逆時針方向傳輸的-2階光邊帶進行減頻，最終在光電探測器(11)輸出的跳頻信號的中心頻率為射頻本振頻率的2倍，跳頻帶寬擴大4倍。