[發(fā)明專利]基于光子技術(shù)的微波三分之一分頻裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110498069.1
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113241573B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王琳;陳敬旭;陳凱榮;王旭東;張鈺;馮新煥;姚建平;張杰君;曹元;吳幸雷;劉文兵;張軍
• 申請（專利權(quán)）人: 肇慶學院
• 主分類號: H01S1/00
• 分類號: H01S1/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.基于光子技術(shù)的微波三分之一分頻裝置，其特征在于，包括光源、DPMZM、光帶通濾波器、MZM、光電探測器、低噪聲放大器、微波帶通濾波器以及微波功分器，其中MZM、光電探測器、低噪聲放大器、微波帶通濾波器以及微波功分器組成光電振蕩環(huán)；

所述光源、DPMZM、光帶通濾波器、MZM以及光電探測器通過光纖順序連接，所述光電探測器、噪聲放大器、微波帶通濾波器以及微波功分器通過射頻電纜順序連接，所述微波功分器與MZM通過射頻電纜連接；

所述光源用于產(chǎn)生并輸出光載波；

所述DPMZM用于接收光載波和外界輸入的待處理的微波信號，形成第一光信號、第二光信號以及第三光信號，第三光信號即DPMZM的輸出光信號；

所述光帶通濾波器用于接收第三光信號，并對其的波長范圍進行限制，輸出為第四光信號；

所述MZM用于接收第四光信號和第四微波信號并將第四微波信號調(diào)制到第四光信號上形成并輸出第五光信號，所述第四微波信號為光電振蕩環(huán)的反饋信號；

所述光電探測器用于將第五光信號轉(zhuǎn)換為第一微波信號；

所述低噪聲放大器用于接收第一微波信號，并將其放大輸出為第二微波信號；

所述微波帶通濾波器用于接收第二微波信號，并限制微波頻率范圍，并輸出為第三微波信號；

所述微波功分器用于接收第三微波信號，將其分為兩路相同功率的微波信號，其輸出分別為第四微波信號和第五微波信號，第五微波信號即所需的三分之一分頻的信號；

所述DPMZM即雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器，包括上下兩路平行的MZM和移相器；

上路MZM用于接收光源發(fā)出的光載波和外界輸入的待處理的微波信號，且在被施加第一組偏置電壓的情況下而工作于載波抑制雙邊帶狀態(tài)下將微波信號調(diào)制到光載波上，以形成第一光信號；

下路MZM用于接收光載波，且在被施加第二組偏置電壓的情況下調(diào)整載波的幅值，并將光載波輸出為第二光信號；

所述移相器在施加偏置電壓的情況下，調(diào)整第一光信號和第二光信號之間的相位差，并將調(diào)整之后的光信號輸出為第三光信號；

所述上路MZM輸出的第一光信號中包含兩個光信號邊帶；所述下路MZM輸出的第二光信號幅值與第一光信號的幅值相同；

所述光帶通濾波器用于將第一光信號中的其中一個光信號邊帶濾除，在其輸出的第四光信號中包含第一光信號的其中一個邊帶和第二光信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光子技術(shù)的微波三分之一分頻裝置，其特征在于，所述MZM在施加偏置電壓的情況下工作于零點狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光子技術(shù)的微波三分之一分頻裝置，其特征在于，所述光源的輸出信號用E(t)表示：

其中，E_in是進入DPMZM的電場的振幅，ω_c是光源角頻率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于光子技術(shù)的微波三分之一分頻裝置，其特征在于，當上路MZM有角頻率為ω_RF的外界輸入的待處理的微波信號驅(qū)動并且偏置在零點處時，DPMZM的輸出電場表示為E_DPMZM(t)：

其中，J_n(x)是第n階貝塞爾函數(shù)，β_RF＝πV_RF/V_π是調(diào)制指數(shù)，V_RF和θ₁分別是外界輸入的待處理的微波信號進入上路MZM的電壓和初始相位，V_π，RF是DPMZM的RF端口開關(guān)電壓，β_bn＝πV_bn/V_π，DC是由偏置電壓V_bn引入的偏置角，V_π，DC是DPMZM的DC端口開關(guān)電壓；

當經(jīng)過光帶通濾波器濾波濾除一個邊帶時，光學濾波后的輸出電場表示為：