[发明专利]具有光注入锁定源的通信装置和相关方法

说明书

本申请涉及具有光注入锁定源的通信装置和相关方法。一种通信装置可以包括远程装置、光波导和本地装置，远程装置具有对光载波信号用具有第一频率的输入信号进行调制的第一E/O调制器，光波导耦合到远程装置，本地装置耦合到所述光波导。所述本地装置可以包括光源、第二E/O调制器、OIL源以及O/E转换器，光源产生光载波信号，第二E/O调制器对光载波信号用参考信号进行调制以产生调制参考信号，OIL源耦合到第二E/O调制器并且放大调制参考信号，O/E转换器耦合到所述OIL源，并且基于所述参考信号产生第二频率的包括所述输入信号的复本的输出信号。

政府权利

本公开是在美国政府支持下根据政府合同第FA8650-10-C-7003号进行的。美国政府对本公开具有某些权利。

技术领域

本公开涉及通信领域，并且更具体地，涉及射频(RF)通信和相关方法。

背景技术

典型的无线通信系统包括彼此交换数据的多个无线通信装置。在一些无线通信系统(例如，基础设施网络)中，该系统还可以包括用于管理无线通信装置之间的通信的无线基站。换句话说，每个系统内通信信息将经由无线基站交换。在其它无线通信系统(例如，网状网络和自组织无线网络)中，可以省略无线基站，即，无线通信装置可以彼此直接通信。

在这个频带下工作的典型的极高频(EHF)(即，30至300GHz)通信系统可能具有一些缺点。例如，通过同轴电缆传输信号可能引发大的衰减效应。而且，在使用RF装置的应用中，部件的大小、重量和功率(SWaP)可能增大到不可取的水平。而且，下游接收器处理(诸如，下变频)和信号处理可能很困难。

对于EHF通信系统中这些缺点的一种方法可以包括对于处理部件使用光部件。这样的系统的优点是在不使RF应用中现存的信号劣化的情况下从远程位置传输EHF信号的能力。

例如，如Logan,Jr.的美国专利第5,710,651号中所公开的，EHF通信系统包括远程天线站、发射机/接收机站、以及将这些站耦合在一起的光纤。这些站包括用于将传输的光信号转换为电信号的光电二极管，以及与用于将接收的EHF信号转换为光信号的光调制器配对的激光器。

然而，诸如此的光应用仍可能遭受某些缺点。例如，系统可能遭受色散诱发的信号衰落。具体地，光外差法可能受到激光源的相位噪声的限制。

也被转让给本申请的受让人的Middleton等人的美国专利申请公开案第2013/0236187号(其全部内容特此通过引用并入)在图1中公开了通信装置120，其包括：发射机装置121，发射机装置121包括产生光载波信号的光源122；第一电光(E/O)调制器123，第一E/O调制器123耦合到光源，并且对光载波信号用具有第一频率的输入信号进行调制；以及第二E/O调制器124，第二E/O调制器124耦合到光源，并且对光载波信号用参考信号进行调制。通信装置120包括接收器装置125，以及耦合在发射机装置121与接收器装置之间的光波导129。

发射机装置121包括：第一带通滤波器133，第一带通滤波器133耦合在第一E/O调制器123的下游，并且传递载波频率边带(即，选择并拒绝其它的一切)；以及第二带通滤波器134，第二带通滤波器134耦合在第二E/O调制器124的下游，并且传递参考信号频率边带。第一带通滤波器和第二带通滤波器133-134每个均包括光纤布拉格光栅149、151和相关联的循环器148、152。

接收器装置125包括：光电(O/E)转换器126，O/E转换器126包括耦合到光波导129的第一光探测器和第二光探测器146a-146b；以及组合器147，组合器147耦合到第一光探测器和第二光探测器。发射机装置包括耦合在光源122与第一E/O调制器和第二E/O调制器123-124之间的放大器127。