[发明专利]基于K-K检测的低中频光子宽带射频接收方法

说明书

本发明公开了一种基于K‑K检测的低中频光子宽带射频接收方法，该发明涉及光通信及微波技术领域。所述方法如附图所示，包括所述包括激光器LD、掺饵光纤放大器EDFA1、偏振控制器PC、双平行马赫曾德尔调制器DPMZM、信号发生器SG、掺饵光纤放大器EDFA2、光滤波器OF、光电探测器PD，模数转换器ADC以及数字信号处理器DSP。使用DPMZM对宽带高频射频信号和高频本振信号分别进行抑制载波双边带调制，通过单个PD进行直接检测后利用DSP采用K‑K检测算法即克莱默‑克朗格尼检测算法消除由于直接检测产生的信号间拍频干扰，可使宽带高频射频信号变频到较低的中频，并恢复有用信号，此方案只使用一个调制器和PD，射频信号和本振信号都采用抑制载波双边带调制，结构简单。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域和微波技术领域，主要涉及光通信技术中的微波信号光子学宽带信号变频。

背景技术

射频接收机是电子系统中重要的组成部分，同传统的射频技术相比，微波光子射频接收机的低损耗、大带宽和抗电磁干扰等特点逐渐得到应用和发展，比如宽带无线通信以及电子对抗领域等。

射频接收机的一个重要的部分是下变频，通过将高频射频信号和高频本振信号混频产生较低频率的中频信号，之后就可利用较低速率的模数转换器进行采样。通常微波光子射频接收机的实现方式是：通过串联或者并联的方式分别将高频射频信号和高频本振信号调制到光载波，经过处理后，通过光电探测器平方率检波对信号进行混频产生低中频信号。

然而由于采用单个光电探测器直接检测的处理方式，会由宽带高频射频信号和高频本振信号之间的频率差而产生信号间的拍频干扰，为了避免信号间拍频干扰的影响，应该使高频射频信号和高频本振信号的频率差大于宽带高频射频信号的带宽，这就使下变频后的中频信号带宽增大，从而对光电探测器、模数转换器和数字信号处理器的要求增高，提高了系统的成本。

传统的光子射频接收机也有通过相干正交检测的方式来消除直接检测引起的信号间拍频干扰问题的，调制的射频光信号和调制的本振光信号分别输入由90度光混合耦合器和平衡的光电探测器组成的光相干接收机中，以此消除信号间拍频干扰。然而这样会增加整个系统的复杂度。或者可以通过偏振控制器和偏振分束器来代替90度光混合耦合器实现正交混频，但是由于光的偏振对外部振动非常敏感，会大大降低系统的稳定性。另外通过多路的方式也会存在多路的长度匹配问题，同样会增加系统的复杂度。

在采用K-K检测即克莱默-克朗格尼算法的自相干检测的方案中，通过高频射频信号和高频本振信号对光载波进行抑制载波单边带调制，也可以消除信号间拍频干扰，但是单边带调制需要对射频信号进行正交处理，这对射频信号的频率有依赖，并且对宽带信号的正交处理也有难度，从而影响系统的工作频率范围和接收机的带宽。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的问题，本发明提出了基于K-K检测的低中频光子宽带射频接收方法。该方法使用双平行马赫曾德尔调制器DPMZM，上下两路子调制器均工作在最小点，分别对射频信号和本振信号进行抑制载波双边带调制，DPMZM主偏压工作在最小点，通过单个PD直接检测，经过模数转换器后采用K-K检测算法进行处理，通过该方案可以消除信号间拍频产生的干扰，可以将变频后的中频频率做到较低频率。