[發明專利]一種外調型多信道協同的模擬多維微波光子采集芯片

有效

• 申請號: 202110545768.7
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113132019B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 李沛軒;鄒喜華;鄒放;白文林;潘煒;閆連山
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H04B10/556
• 分類號: H04B10/556;H04B10/50
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 卓仲陽

本發明公開了一種外調型多信道協同的模擬多維微波光子采集芯片，利用片上8路并行的相位調制器組合來實現多路信號的密集采集功能，并結合光相移器PS、2×1多模干涉儀MMI型合波器、基于非對稱馬赫增德爾干涉儀AMZI型分波器級聯與并聯的可重構光路選取單元以及偏振合束器等實現多信道協同的模擬多維信號采集功能。本發明實現了多路信號的密集采集功能；同時能完成多信道協同的模擬多維微波光子信號采集功能。

技術領域

本發明屬于集成微波光子技術領域，尤其涉及一種外調型多信道協同的模擬多維微波光子采集芯片。

背景技術

多信道微波信號的采集接收是現代無線射頻系統的關鍵環節，涉及通信、雷達、電子戰等諸多核心關鍵應用領域。當前，5G/B5G、空間信息網絡快速演進，并逐漸深入到衛星通信、軌道交通、軍民融合等多個領域，發揮著基礎支撐作用。然而，這些系統和行業應用的“異構”特性非常鮮明：多頻段、多制式、多功能、多業務、多平臺、多場景等長期共存并交融。這些多頻段、多制式、多功能融合一體化系統的持續推進需要實現超寬帶、多頻段信號的兼容并存與快速重構，給傳統基于電子技術的微波信號采集手段帶來了巨大挑戰。而微波光子技術的大帶寬、低損耗、抗電磁干擾以及可靈活重構等優勢為上述問題解決提供了一條新的有效途徑。

通常，微波光子信號多信道采集系統由離散分立的電光調制器、光電探測器以及多種光處理單元共同搭建，如微波光子信道化的接收機(R.Li，H.Chen，Y.Yu，M.Chen，S.Yang，S.Xie,“Multiple-Frequency Measurement Based on Serial PhotonicChannelization Using Optical Wavelength Scanning,”Optics Letters,pp:4781,2013)，利用循環光頻移和時域光開關，實現了20GHz寬譜信號的信道化采集接收。然而，基于離散分立器件的微波光子采集系統在成本、體積、功耗等方面皆難以滿足實用化需求。而集成微波光子技術的進一步發展、成熟，給集成化的多信道模擬微波光子信號采集指明了發展方向。譬如，日本的NTT公司利用倒片封裝工藝，報道了3-dB帶寬超過50GHz的8信道電吸收調制激光器陣列收發模塊(S.Kanazawa,T.Fujisawa,H.Ishii,et al.“High-speed(400Gb/s)eight-channel EADFB laser array module using flip-chipinterconnection technique,”IEEE Journal of Selected Topics in QuantumElectronics,vol.21,no.6,pp.183-188,2015.)。荷蘭埃因霍溫理工大學的研究人員借助于磷化銦(InP)基光子集成平臺，采用激光器和MZM調制器陣列結構，報道了8信道的多信道發送芯片，單個信道的3-dB帶寬超過40GHz(W.Yao,M.Smit and M.Wale,“Monolithic300Gb/s parallel transmitter in InP-based generic photonic integrationtechnology,”IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics,vol.24,no.1,pp.1-11,2017)。

然而，已報道的多信道集成采集芯片大多數都是針對數字調制格式，鮮有針對寬帶模擬信號采集的芯片設計報道。而模擬調制在線性度、動態范圍等指標上要求更為苛刻。同時，這些芯片大多數僅具備獨立的單一維度信號調制功能(主要為強度調制)，無法滿足微波信號光域協同多維采集與重構需求。

發明內容

鑒于上述的多信道微波信號光子學采集接收面臨的諸多問題，本發明提供一種外調型多信道協同的模擬多維微波光子采集芯片。

本發明的一種外調型多信道協同的模擬多維微波光子采集芯片，由光注入端口、多路協同采集模塊、可重構多維采集模塊、偏振合束器和光輸出端口組成。