[发明专利]基于边带光锁相的高效率远端射频信号下变频系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于边带光锁相的高效率远端射频信号下变频系统及方法，包括：远端接收部分和本地处理部分；所述远端接收部分将接收到的射频信号调制到光频域通过光纤链路传输传送到所述本地处理部分；所述本地处理部分产生相干本振，消除光纤链路传输带来的相位抖动，以及下变频射频信号。本发明通过采用边带光锁相方式产生相干本振，解决了下变频信号中由光纤链路引入的相位抖动的问题，实现了远端信号经过长距离运输后相位稳定的下变频；通过采用高功率的本地端激光器和载波抑制的调制方式，产生了较高功率的本振信号用于下变频，提高了下变频系统的转换增益。

技术领域

本发明涉及通信、变频技术领域，具体地，涉及一种基于边带光锁相的高效率远端射频信号下变频系统及方法。

背景技术

远端射频信号下变频的关键技术在于信号传输、消除链路噪声以及提高转换效率，目前远端信号下变频方法有基于级联调制器下变频，基于光放大器非线性下变频，基于激光器注入锁定产生相干本振下变频。

基于级联调制下变频方法主要优点在于结构相对简单，射频信号和本振由同一激光器产生，具有相干性。通过一个激光器产生光载波，两个调制器级联分别调制射频信号和本振实现下变频，两个调制器之间可以经过光纤链路实现远端信号传输。但是由于电光调制器调制效率低，两个级联更是降低了转换效率，进一步恶化了噪声系数等重要参数。

利用光放大器非线性也可以实现射频信号的下变频，目前主要由半导体光放大器-马赫增德尔干涉仪，电吸收调制器等实现频率变换。这类方法一般具有较高的转换增益，但是由于器件中的非线性会产生不想要的谐波，恶化变频系统的无杂散动态范围等参数。

利用激光器注入锁定的方式也能在本地端产生较高功率的相干本振，从而实现较高的转换效率。但是激光器注入锁定的方式是由同一个激光器分成两路，一路用于接收和传输信号，另一路用于注入锁定产生相干本振，这种方式无法消除两个分离链路之间的相位噪声，并且注入锁定需要精确的反馈控制维持稳定，条件较为苛刻，且难以实现频率的自由调谐。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于边带光锁相的高效率远端射频信号下变频系统及方法。

根据本发明提供的一种基于边带光锁相的高效率远端射频信号下变频系统，包括：远端接收部分和本地处理部分；

所述远端接收部分将接收到的射频信号调制到光频域通过光纤链路传输传送到所述本地处理部分；

所述本地处理部分产生相干本振，消除光纤链路传输带来的相位抖动，以及下变频射频信号。

较佳的，所述远端接收部分包括：远端光纤激光器、射频接收天线、远端电光调制器以及光纤传输链路；

所述射频接收天线接收射频信号，所述远端光纤激光器产生光载波，所述远端电光调制器将射频信号调制到光频域，通过所述光纤传输链路传送到所述本地处理部分。

较佳的，所述本地处理部分包括：相干本振产生模块和变频模块。

较佳的，所述相干本振产生模块包括：本地光纤激光器、声光移频器、本地光电调制器、第一光电探测器、数字鉴频鉴相器、环路滤波器、本振信号源、参考信号源、第一反馈电路和第二反馈电路；

所述本地光纤激光器的输出经过所述声光移频器进入所述本地光电调制器进行调制，产生左右两个边带本振信号，与所述远端接收部分的输出在光耦合器中耦合；

右边带本振信号与经过所述光纤传输链路传输的所述光载波在所述第一光电探测器中外差拍频产生锁相信号，所述锁相信号与所述参考信号源标产生的标准正弦信号在所述数字鉴频鉴相器中进行相位比较，产生的误差信号经过所述环路滤波器后分别通过所述第一反馈电路和所述第二反馈电路作用于所述本地光纤激光器和所述声光移频器，从而改变左右两个边带本振信号的频率和相位，使其跟踪所述远端光纤激光器的光载波的频率和相位。