[发明专利]一种高线性度的射频光传输系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于射频光传输技术领域，更为具体地讲，涉及一种高线性度的射频光传输系统及方法。

背景技术

射频光传输系统是将射频信号调制加载到光载波，通过光纤传输后在接收端解调恢复射频信号的一种传输系统，是射频微波通信系统的重要组成部分。近年来，随着无线通信技术的飞速发展，射频光传输系统的应用需求也在飞速地增长。作为一种适用性非常广泛的技术，射频光传输系统在民用通信和国防军事中都有重要的应用价值，其用途覆盖了无线电通信，电视广播，雷达定位，遥测遥控，卫星通信，电子战以及现在已经完全进入普通家庭的蜂窝移动通信设备等各个领域。

射频光传输系统的动态范围是指系统所能传输的最小信号和最大信号之间的功率范围。它受到两个关键因素的制约：一是系统的噪声，二是系统的非线性。为了实现大动态范围的射频光传输系统就需要更低的系统噪声和更高的系统线性度。在射频光传输系统中，影响系统非线性的最重要非线性项为三阶交调（Third-Order Intermodulation，IMD3）分量。因此，要实现系统的高线性度就意味着要对IMD3做更好的抑制。

基于电光强度调制器的射频光传输系统的研究工作已经有30多年的历史。此类系统的IMD3抑制技术包括预失真技术，两个强度调制器并联、串联，以及基于强度调制器的混合偏振态技术等。在文献[Dual Parallel Modulation Schemes for Low-Distortion Analog Optical Transmission,S.K.Korotky,R.M.DE Ridder,IEEE Photon.Technol.Lett.Vol.21,no.21,pp.1627—1629，2009.]中，作者提出了强度调制器并联的方案，通过调节分别注入两调制器的光功率和射频信号电压比，同时调节两调制器直流偏置点，使得三阶非线性失真量得到抑制。在文献[Enhanced Spurious-Free Dynamic Range Using Mixed Polarization in Optical Single Sideband Mach-Zehnder Modulator,B.Masella,B.Hraimel,X.Zhang,J.Lightwave TechnoL,vol.27,no.15,pp.3034—3041,2009.]中作者提出了基于强度调制器的混合偏振态技术的方案，利用强度调制器中光偏振态不同而调制效率不同的特点，通过调节注入光的偏振态以及调制器后的偏振合成角度达到三阶非线性失真抑制的效果。

但是，由于电光强度调制器本身存在固有缺陷，基于电光强度调制器的射频光传输系统的非线性抑制具有局限性，而且电光强度调制器需要精密的反馈电路去控制直流偏置电压来控制调制器的传递函数。

基于电光相位调制器的射频光传输系统成为近些年来该领域的研究重点。电光相位调制器的电光调制是将射频信号调制到光载波的相位上，是一个良好的线性过程，不存在非线性失真。不过在接收端将相位信息转化为强度信息是非线性过程，仍然会给系统带来非线性失真。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高线性度的射频光传输系统及方法，在发射端采用双平行电光相位调制器，通过功率控制实现三阶交调分量的完全抑制，接收端采用相干平衡探测方式进行接收，改善系统的灵敏度和噪声系数。

为实现上述发明目的，本发明高线性度的射频光传输系统，包括发射端、接收端和光纤，其特征在于，所述发射端包括射频信号源模块、射频功率分配模块、光源模块、第一电光相位调制器、第二电光相位调制器，所述接收端包括本振光源模块、第一光耦合器、第二光耦合器、第一光电平衡探测器、第二光电平衡探测器、电减法器，其中：

射频信号源模块，用于产生射频信号S_RF；

射频信号功率分配模块，用于将射频信号源模块产生的射频信号S_RF分为两路射频信号S₁(t)和S₂(t)，电压分别为V₁和V₂，将射频信号S₁(t)发送给第一电光相位调制器、射频信号S₂(t)发送给第二电光相位调制器；