[發明專利]基于單偏振調制器的載波抑制兩倍頻毫米波信號產生方法

在審

• 申請號: 202210434352.2
• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN114826419A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 王東飛;單麗婷;丁海洋;張珍珍;李子臣
• 申請（專利權）人: 北京印刷學院
• 主分類號: H04B10/532
• 分類號: H04B10/532;H04B10/516;H04B10/50
• 代理公司: 溫州青科專利代理事務所(特殊普通合伙) 33390
• 代理人: 虞乘乘

本發明涉及通信技術領域，具體地說，涉及基于單偏振調制器的載波抑制兩倍頻毫米波信號產生方法。包括如下步驟：配置流程架構；連續波激光器發出連續光波；配置偏振調制器的偏振角，將連續光波注入進行調制；光波信號進入檢偏器進行檢偏；調節RF射頻源驅動信號的幅度，使偏振調制器的調制系數遠小于1；光波注入光電探測器中進行平方率檢測，得到頻率加倍的信號。本發明設計利用射頻信號驅動單個偏振調制器并配合起偏器和檢偏器抑制掉光載波，同時控制射頻驅動信號的電壓產生僅包含±1階的光邊帶信號，最后經光電轉換后產生頻率加倍的毫米波信號；其結構簡單、成本低、可重構、信號質量好，所產生的毫米波信號穩定；適用于無線和光纖通信系統。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體地說，涉及基于單偏振調制器的載波抑制兩倍頻毫米波信號產生方法。

背景技術

隨著第五代通信技術的全面落地，以及第六代通信技術的預研，信息技術迎來了爆炸性的發展，從大數據、區塊鏈、人工智能、4K/8K高清視頻以及當下火熱的“元宇宙”虛擬現實技術，都離不開高速率、大容量的傳輸，這就給移動無線通信技術帶來了挑戰。低頻段頻譜資源已經無法提供更加豐富的頻譜資源，人們開始把目光轉向了更高頻段的微波頻段，如V波段(50GHz-75GHz)，W波段(75GHz-110GHz)以及D波段(110GHz-170GHz)。然而傳統基于電子器件毫米波產生方法由于有限的帶寬以及相位噪聲大等電子瓶頸因素限制，很難實現超過本振40GHz的毫米波信號生成。基于光載射頻(Radio over fiber，RoF)的毫米波產生和傳輸技術不僅可以更加簡單靈活地產生高頻載波，還可以無縫接入光纖鏈路，降低電光轉換的損耗，實現毫米波信號傳輸距離的拉遠，在未來的無線接入網中擁有極為廣泛的應用前景。

近年來，國內外不少課題研究組把目光轉移到借助光子輔助的毫米波產生技術，并提出了不少研究方案，其中最多的研究方案是借助外調制器的研究方案。基于外調制器的方案中又以是否采用光學濾波器裝置分成兩大類，第一類是通過外調制器產生光邊帶信號，然后借助帶通濾波器、波長選擇開關以及交錯復用器等濾波器裝置進行選頻的方式來產生毫米波信號；第二類是直接采用單個或多個外調制中的馬赫-曾德爾光調制器(Mach-Zehnder Modulator，MZM)串聯或并聯，并利用MZM調制器本身的調制非線性特性，直接產生毫米波信號，這樣可以避免光學濾波器的使用，增大頻率可調范圍。然而MZM的偏置點在震動等外在情況下很容易發生漂移，這將會導致所生成毫米波信號的質量惡化，因此基于馬赫曾德調制器方式產生毫米波信號方案，均需要額外復雜的電子線路來控制調制器的偏置點，這就增加了系統的復雜度和實現成本。偏振調制(Polarization Modulator，PolM)，由于無偏置點，無需偏置電壓的天然優勢，可以更加穩定的實現微波或毫米波信號的倍頻。然而，目前卻沒有較為完善的利用偏振調制產生載波抑制兩倍頻毫米波信號的方法。鑒于此，我們提出了基于單偏振調制器的載波抑制兩倍頻毫米波信號產生方法。

發明內容

本發明的目的在于提供基于單偏振調制器的載波抑制兩倍頻毫米波信號產生方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述技術問題的解決，本發明的目的之一在于，提供了基于單偏振調制器的載波抑制兩倍頻毫米波信號產生方法，包括如下步驟：

S1、配置基于單偏振調制器的載波抑制兩倍頻毫米波信號產生的流程架構，包括但不限于連續波激光器CW Laser、RF射頻源驅動信號RF source、起偏器POL-1、偏振調制器POLM、檢偏器POL-2、光電探測器PD和示波器OSC；其中，偏振調制器POLM由一個偏振光分束器PBS，兩個并行的相位調制器PM-1、PM-2和一個偏振光合束器PBC組成；

S2、從連續波激光器CW Laser中發出連續的光波，在偏振光分束器PBS之前設置PC用于控制x軸和y軸方向上的光功率分配比；

S3、配置偏振調制器POLM的偏振角為π/4，然后將連續光波注入偏振調制器POLM進行調制；