[發明專利]基于DP-MZM的雙頻段相位編碼脈沖信號的產生方法及系統

有效

• 申請號: 202110792715.5
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113595646B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 楊淑娜;懷宇繼;池灝;楊波;李齊良;曾然
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/508;H04B10/524;H04B10/548;H04B10/80
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明公開了一種基于DP?MZM的雙頻段相位編碼脈沖信號的產生方法及系統。該系統：LD光源通過3dB耦合器分為兩路，分別與第一路DP?MZM、第二路DP?MZM相連；第一路DP?MZM與第一射頻信號放大器、第二射頻信號放大器都相連接，任意波形發生器與第一射頻信號放大器、第二射頻信號放大器都相連接；碼型發生器與第二路DP?MZM相連；經第一路DP?MZM、第二路DP?MZM調制后的信號通過耦合器耦合后與光電探測器相連。本發明技術方案結構簡單，實現了雙頻段相位編碼脈沖信號的產生，突破了頻段單一的限制；此外，本發明技術方案沒有用到濾波器等波長相關器件，頻率可調諧范圍得到了提升。

技術領域

本發明屬于光通信信號產生技術領域，尤其涉及一種基于DP-MZM(雙驅動雙平行馬赫曾德爾調制器)的雙頻段相位編碼脈沖信號的產生方法及系統。

背景技術

現如今，相位編碼脈沖信號的產生在脈沖壓縮雷達系統中充當著極其重要的角色。在傳統的雷達系統中，信號的產生、傳輸和處理均在電域完成，受限于電子器件及系統的性能瓶頸，輸出波形帶寬有限，且受電磁干擾嚴重。近些年，隨著微波光子學技術的崛起，人們開始將目光轉向了光域，利用光域的頻率操作范圍大、傳輸損耗小、無電磁干擾、系統體積小、重量輕等優點來進行電域上所達不到的信號產生、處理、傳輸等操作。對于雷達來說信號源產生的探測信號的質量直接決定著雷達的探測性能。相位編碼信號具有高帶寬和大帶寬時間積的優勢，能提高距離分辨力、降低截獲概率、強抗干擾能力和高多普勒分辨能力，而多普勒分辨能力是線性調頻信號所不具備的。正是以上優勢使得相位編碼信號的產生到目前依然是一個研究熱點。

隨著對雷達功能要求的不斷提高，人們提出了多波段雷達的概念，例如，一個集成的S波段和X波段雷達可以同時實現遠距離探測和目標跟蹤，工作在不同波段的雷達可以對不同的目標進行探測，并且由于在對不同目標進行探測時，多波段雷達可以共用其部分硬件，使得縮小了雷達的體積和成本。

近年來，相位編碼信號產生的方案不斷提出。早在2002年，J.D.McKinney 等人提出使用空間光調制器(SLM)對光脈沖整形以實現光脈沖的相位編碼；在2003年J.Chou,Y.Han,以及B.Jalali基于光譜整形和頻率-時間映射原理實現了相位編碼信號的產生；2007年浙江大學池灝教授提出了一種利用全光纖元件產生高頻相位編碼射頻脈沖的新方法。近些年隨著光學集成器件的發展，基于光學外差法實現相位編碼信號產生的方案不斷涌現，其中具有代表性的是 S.Pan等人提出的一種利用雙驅動馬赫-曾德爾調制器(DMZM)光子產生相位編碼微波信號的方案，在所提出的方案中，射頻信號和數字電壓信號分別被注入到DMZM的兩個射頻端口。通過適當設置數字電壓信號的幅度和DMZM 的偏置電壓，可產生精確的π相移相位編碼微波信號。所提出的方案結構簡單，系統只需要單個DMZM。此外，該系統沒有使用依賴于頻率的電子器件或依賴于波長的光學器件，實現了良好的頻率可調諧性。

發展趨勢：由于大部分方法只能產生連續波相位編碼信號。當應用于脈沖雷達時，連續波相位編碼信號應該通過光開關被截斷成相位編碼脈沖，這將改變發射到光電探測器的光功率，并因此引入基帶調制分量(背景信號)。背景信號限制了發生器的頻率可調范圍。且冗余連續波背景信號的存在會影響有用檢測信號的提取，造成實際檢測干擾，因此發展趨勢由連續到脈沖。由于雷達系統正向多波段雷達發展，因此產生多頻段的相位編碼信號也是必不可少的一個環節。

發明內容

針對上述現狀，本發明利用DP-MZM產生在光載波兩側不對稱的邊帶，通過與相位調制后的光載波進行拍頻，生成雙頻段相位編碼脈沖，提供了一種基于DP-MZM的雙頻段相位編碼脈沖信號的產生方法及系統。

為了實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于DP-MZM的雙頻段相位編碼脈沖信號的產生方法，包括如下步驟：

S1.半導體激光器(LD)產生的連續波光源，經過3dB耦合器分成功率相等的兩束光分別進入上下兩支路DP-MZM即第一路DP-MZM、第二路DP-MZM；