[发明专利]基于强度调制分集发射机的宽带模拟光子链路色散衰落补偿方案

说明书

技术领域

本发明涉及微波光子学、光纤通信领域，尤其是微波信号色散衰落补偿技术领域。

背景技术

微波光子学是利用光学方法实现微波信号处理的一门学科。由于光子技术具有带宽大、并行处理能力强、体积小、重量轻、抗电磁干扰等优点，微波信号的光处理有望解决现有微波系统处理带宽小、速度慢、处理能力弱等瓶颈问题。微波光子技术包括微波信号产生、传输、滤波、延时等许多方面，在通信、雷达、相控阵列天线等领域具有广泛的应用前景。随着激光器和光纤不断发展成熟，代替传统射频链路的微波光子链路得到了广泛的关注。其中，强度调制作为一种常用的调制方式由于易于实现得到了广泛的应用。然而，光纤固有的色度色散会导致强度调制的两个边带在经过光纤传输后产生相位差。这个相位差随调制信号的频率变化而变化，因此光电探测器得到的射频信号功率随微波信号的频率发生周期性的衰落，即色散功率衰落。这种衰落使得微波光子链路在某些频率处的信号发生严重恶化，大大限制了微波光子链路应用。因此如何克服色散引起的功率衰落成了微波光子领域的一个关键问题。

就目前的研究进展而言，有多种色散衰落补偿方案被提出，包括多种调制方式和调制器。例如：(1)基于双电极马赫增德尔调制器的单边带调制，(2)基于单驱动双平衡马赫增德尔调制器的载波相移调制，(3)基于直接调制带有频率啁啾的激光源，(4)基于并行强度调制器和相位调制器或者一个双信道相位调制器或者一个调制分集接收机来同时实现强度和相位调制。

前面描述的色散衰落补偿机制根据他们适用的频率范围可以被分为两类：即针对单频率点和宽带的色散衰落补偿。例如方法(4)通过同时将强度和相位调制信号输入到单模光纤中从而得到互补的色散衰落曲线，其色散衰落函数之和近似为一常数且与微波信号频率基本无关从而获得宽带的色散衰落补偿。尽管现有的色散补偿机制能够很好地补偿微波信号的色散衰落，但这些方案还存在种种不足，如需要对传输参数进行严格控制以避免调制点漂移、有限的色散衰落补偿能力、相对复杂的结构和比较高的成本等。

发明内容

鉴于以上陈述的已有方案的不足，本发明旨在提供一种结构简单、成本低廉、灵活性强的宽带模拟光子链路色散衰落补偿方案，目的在于仅用一个光源和一个调制器便能实现宽带模拟光子链路的色散补偿，且具有相对平坦的频率响应曲线。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：基于强度调制分集发射机的宽带模拟光子链路色散衰落补偿方法，采用由发送端和接收端组成的宽带模拟光子链路色散衰落补偿机构，其中发送端由光源和强度调制分集发射机组成，接收端由单模光纤和光电探测器组成；利用分集发射机中两路强度信号在单模光纤传输中色散衰落频率点的不同，通过分集发射的方式相互补偿，最终得到在20GHz带宽范围内射频信号最大功率波动为4-dB的宽带模拟光子链路色散补偿方案。

本发明强度分集调制信号的产生方法为：连续光源产生的线性偏振光沿与偏振调制器主轴成45°角的方向输入由微波源调制的偏振调制器中，得到的偏振调制信号通过50∶50的光分束器分为两路并分别送入不同的检偏器进行检偏；所述两路信道中检偏器的检偏角度不同，偏振调制信号检偏后得到不同的强度调制信号；最后两路强度调制信号通过偏振合束器合成一路并保持正交的偏振态从而实现强度调制分集发射机。

本发明的目的还在于，为上述的方法提供予以实现的设备。宽带模拟光子链路色散衰落补偿装置，由一个连续光源10，一个强度调制分集发射机20，一个光纤放大器30，一段单模光纤40和一个光电探测器50构成，所述强度调制分集发射机20主要组成部分为一个偏振调制器202和两个检偏器(206和209)；经过偏振调制后的信号通过一个50∶50的光耦合器203将偏振调制信号分成两路信号，这两路信号分别通过偏振控制器(205和208)输入检偏器(206和209)检偏来完成期望的强度分集调制。

采用本发明的方案，连续光源产生的线性偏振光沿与偏振调制器主轴成45°角的方向输入由微波源调制的偏振调制器中，得到的偏振调制信号通过50∶50的光分束器分为两路并分别送入不同的检偏器进行检偏；由于两路信道中检偏器的检偏角度不同，因此偏振调制信号检偏后得到的强度调制信号也不同；最后两路强度调制信号通过偏振合束器合成一路并保持正交的偏振态从而实现强度调制分集发射机。