[發(fā)明專利]基于并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器的16倍頻毫米波信號產(chǎn)生裝置及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110694481.0
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113541806A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 胡濤;徐巖;吳迪;王書;李汀立
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/516;H04B10/548;H04B10/70
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強

1.基于并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器的16倍頻毫米波信號產(chǎn)生裝置，其特征在于，包括：連續(xù)激光器CW、由馬赫曾德爾調(diào)制器MZM-1和馬赫曾德爾調(diào)制器MZM-2并聯(lián)后形成的并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器、由光衰減器OATT和光移相器PS級聯(lián)后形成的光載波抑制器，以及光電探測器PD；

其中，連續(xù)激光器CW輸出的光信號經(jīng)過光分束器分為兩路，一路光信號輸出到并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器端口，另一路光信號輸出到光載波抑制器端口；射頻驅(qū)動信號RF加載到MZM-1，調(diào)節(jié)電移相器，使輸入MZM-1上下臂的射頻驅(qū)動信號的相位差為π，射頻驅(qū)動信號RF經(jīng)過電相移器相移后加載到MZM-2，調(diào)節(jié)電移相器，使輸入MZM-2上下臂的射頻驅(qū)動信號的相位差為π，MZM-1和MZM-2的直流偏置電壓均設置為0，MZM-2工作在最大傳輸點；設置光移相器PS的相位為π，調(diào)節(jié)光衰減器OATT的衰減值，使光載波抑制器抑制并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器輸出的光載波，使得最終輸出的光信號中只有8階邊帶信號；只有8階邊帶信號的光信號經(jīng)過光電探測器PD拍頻產(chǎn)生16倍頻毫米波信號。

2.基于并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器的16倍頻毫米波信號產(chǎn)生方法，其特征在于，包括：

步驟1：連續(xù)激光器CW輸出的光信號經(jīng)過光分束器分為兩路，一路光信號輸出到并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器端口，另一路光信號輸出到光載波抑制器端口；其中，所述并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器是由馬赫曾德爾調(diào)制器MZM-1和馬赫曾德爾調(diào)制器MZM-2并聯(lián)后形成的，所述光載波抑制器是由光衰減器OATT和光移相器PS級聯(lián)后形成的；

步驟2：射頻驅(qū)動信號RF加載到MZM-1，調(diào)節(jié)電移相器，使輸入MZM-1上下臂的射頻驅(qū)動信號的相位差為π，射頻驅(qū)動信號RF經(jīng)過電相移器相移后加載到MZM-2，調(diào)節(jié)電移相器，使輸入MZM-2上下臂的射頻驅(qū)動信號的相位差為π；將MZM-1和MZM-2的直流偏置電壓均設置為0，使MZM-2工作在最大傳輸點；

步驟3：設置光移相器PS的相位為π，調(diào)節(jié)光衰減器OATT的衰減值，使光載波抑制器抑制并聯(lián)MZM輸出的光載波，使得最終輸出的光信號中只有8階邊帶信號，只有8階邊帶信號的光信號經(jīng)過光電探測器PD拍頻產(chǎn)生16倍頻毫米波信號。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器的16倍頻毫米波信號產(chǎn)生方法，其特征在于，

步驟1中，連續(xù)激光器CW輸出的光信號為E_i(t)＝E₀exp(jw_ct)，其中E0和wc分別為光信號的幅度和角頻率，下標i表示輸入，t表示時間，j表示虛數(shù)；

步驟2中，加載到MZM-1和MZM-2的射頻驅(qū)動信號分別為v₁(t)＝v_msin(w_mt)和其中v_m和w_m分別為射頻驅(qū)動信號RF的幅度和角頻率，并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器輸出的光信號表達式為

其中，表示調(diào)制指數(shù)，v_π表示馬赫曾德爾調(diào)制器的半波電壓，α是馬赫曾德爾調(diào)制器插入損耗；

根據(jù)貝塞爾函數(shù)對公式(1)進行化簡，J_n(m)是第一類n階貝塞爾函數(shù)，則公式(1)化簡為

步驟3中，進入光載波抑制器的光信號先經(jīng)過光衰減器，通過調(diào)節(jié)光衰減器OATT的衰減值對光功率進行衰減，然后再經(jīng)過光移相器PS進行移相，光載波抑制器輸出的光信號表達式為

其中，η為光衰減器的衰減系數(shù)，為光移相器的相位，

并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器輸出的光信號E_Aout(t)和光載波抑制器輸出的光信號E_Bout(t)經(jīng)過光耦合器后輸出的光信號表達式為

經(jīng)過光電探測器PD拍頻產(chǎn)生16倍頻毫米波信號表達式為

其中，R是光電探測器的響應度。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器的16倍頻毫米波信號產(chǎn)生方法，其特征在于，調(diào)制指數(shù)m＝7.585。