[发明专利]微波光子宽带射频收发方法及装置

说明书

本发明公开了一种微波光子宽带射频收发方法，在发射端，将单频光载波分为三路；利用第一路单频光载波生成与所述单频光载波具有一定频率差的一根光梳齿，同时将基带信号调制在第二路单频光载波上，生成电光调制信号，并将第三路单频光载波送至接收端；用光电探测器对所述光梳齿和电光调制信号进行拍频，并将拍频得到的调制微波信号通过发射天线发射；在接收端，用接收天线所接收到的调制微波信号对第三路单频光载波进行光单边带调制，然后以所述光梳齿作为参考信号，对所得到的光单边带调制信号进行相干解调。本发明还公开了一种微波光子宽带射频收发装置。相比现有技术，本发明在具有通用性的同时还可以方便地实现跳频。

技术领域

本发明涉及一种微波光子宽带射频收发方法，属于微波光子学技术领域。

背景技术

随着电子信息技术的进步，通信、雷达等电子应用都对带宽提出了更高的要求。对于实现大带宽的通信或雷达系统，宽带射频收发是关键。而面对射频收发中更高带宽的挑战，传统的微波系统已达到其带宽瓶颈。因此，微波光子技术应运而生。

相比于传统的微波系统，微波光子系统具有很多优点。首先，就带宽而言，光器件相比于微波器件，具有高几个数量级的工作带宽，微波光子技术得到越来越广泛的应用以打破传统微波器件对雷达或通信系统工作带宽的限制。其次，光纤单位长度的重量和衰减都远远低于射频电缆，有利于长距离传输；另外，光信号不会像电磁信号一样向空间辐射，既增加了其安全性，也使光信号免于电磁干扰。最后，较传统的微波器件来说，光器件尺寸更小，加之以如今光子集成技术快速的发展，整个系统极有可能集成在一块芯片之上。微波光子技术以其大带宽、高频率、低传输损耗和免电磁干扰等优点而受到越来越多的关注【J.Yao,Microwave Photonics,Journal of Lightwave Technology,vol.27,no.3,pp.314-335,2009.】。

目前，基于微波光子的射频收发技术已在通信、雷达等方面得到越来越多的应用。在雷达方面，意大利的A.Bogoni课题组，利用锁模激光器产生雷达发射信号和采集雷达接收信号【P.Ghelfi,F.Laghezza,F.Scotti,G.Serafino,A.Capria,S.Pinna,D.Onori,C.Porzi,M.Scaffardi,A.Malacarne,V.Vercesi,E.Lazzeri,F.Berizzi,and A.Bogoni,“Afully photonics-based coherent radar system,”Nature 507(7492),341–345(2014).】；中国潘时龙和张方正课题组等借助微波光子倍频技术产生发射的宽带线性调频信号，并借助微波光子下变频技术来实现雷达发射信号与接收信号的混频【F.Zhang,Q.Guo,Z.Wang,P.Zhou,G.Zhang,J.Sun,and S.Pan,“Photonics-based broadband radarfor high-resolution and real-time inverse synthetic aperture imaging,”Opt.Express 25(14),16274-16281(2017).】。在通信方面，主要利用到的是微波光子混频技术，在发射端，利用微波光子上变频技术来实现调制，在接收端，利用微波光子下变频技术实现解调。然而，目前各类微波光子系统的射频收发部分往往不具有通用性，例如，微波光子通信系统的射频收发部分不能用于微波光子雷达系统中，反之亦然。此外，现有的微波光子系统的射频收发部分无法进行跳频，这也使得系统的安全可靠性被一定程度地限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种微波光子宽带射频收发方法及装置，在具有通用性的同时还可以方便地实现跳频。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种微波光子宽带射频收发方法，