[发明专利]宽带可调谐微波光子衰减器及其使用方法

说明书

本发明公开了一种宽带可调谐微波光子衰减器，包括光信号输入端设备，光信号输入端设备连接有相位调制装置和光信号延迟装置；相位调制装置和光信号延迟装置一端均和光信号输入端连接，另一端均连接有光信号干涉叠加输出端设备。本发明采用光子技术来实现宽带可调谐微波衰减器，在提高可调谐微波衰减器的工作带宽的同时加强了其抗电磁干扰性。

技术领域

本发明属于光通信与微波技术交叉领域，特别涉及一种基于光子技术的宽带、功率可调谐的微波衰减器。

背景技术

微波衰减器是一种能够对输入微波信号的功率进行调谐，使其功率值得到预期衰减的一种器件，作为一种基本的微波器件，被广泛应用于各种通信、电子与测量等系统。

随着微波技术的飞速发展，雷达、电子战、航海航空等领域对于超宽带微波器件的需求越来越急迫，而当前商用微波衰减器均采用微波技术，微波电路对于工作频率非常敏感，分布式电容、电感对于不同频率的响应差异较大，因此在传统微波衰减器的设计中难以在较宽频带内实现阻抗匹配，使其工作带宽受限，无法突破电子瓶颈；此外，传统可调微波衰减器基于电子技术，在高频段电磁干扰较为严重。

本发明专利针对当前微波技术的不足，涉及一种新型的微波衰减器，该衰减器基于先进的光子技术，能够突破传统技术的电子瓶颈，实现超宽带的可调谐微波衰减器；此外，该种新型微波衰减器基于光子技术，能很好地克服电磁干扰，具有较好的电磁兼容性。

发明内容

本发明的目的旨在突破当前微波衰减器的电子瓶颈，采用光子技术来实现宽带可调谐微波衰减器，在提高可调谐微波衰减器的工作带宽的同时加强了其抗电磁干扰性。

实现本发明上述目的的技术方案如下所示：

一种宽带可调谐微波光子衰减器，包括光信号输入端设备，光信号输入端设备连接有相位调制装置和光信号延迟装置；相位调制装置和光信号延迟装置一端均和光信号输入端连接，另一端均连接有光信号干涉叠加输出端设备。

进一步的改进，所述光信号输入端设备连接有调谐端设备；所述光信号输入端设备为第一光耦合器；所述相位调制装置为相位调制器，所述光信号延迟装置为色散光纤，所述光信号干涉叠加输出端设备为第二光耦合器，所述调谐端设备为激光器；激光器连接第一光耦合器，第一光耦合器连接相位调制器和色散光纤，相位调制器和色散光纤均与第二光耦合器相连，第二光耦合器连接光放大器，光放大器连接光电探测器。

进一步的改进，所述激光器为波长可调激光器。

一种宽带可调谐微波光子衰减器的使用方法，步骤如下：激光器发射单波长的激光信号通过第一光耦合器后均分为上下两支路光信号；上支路光信号通过相位调制器，被输入微波信号实现相位调制，下支路信号通过色散光纤实现光信号的延时处理；两支路光信号通过第二光耦合器实现光信号干涉叠加；干涉后的光信号通过光放大器实现放大，通过光电探测器实现光电转换，最终还原成微波信号。

进一步的改进，包括如下步骤：

步骤一、光波分流

令激光器输出的单波长激光信号即光信号为其中E₀为光信号的幅值，ω₀与t分别为光信号的频率与时间，e表示自然常数，j为虚数单位，规定j²＝-1，ω₀与光信号的波长关系为：

其中，c为光速，λ(t)为单波长激光信号的波长；

单波长激光信号通过第一光耦合器实现功率均分，完成“光波分流”过程，分流后的光信号均表示为：

步骤二：相位调制和光信号延时

分流后的单波长激光信号分为上下两支路，分别对接相位调制器与色散光纤；