[发明专利]基于微波光波相干转换的无线数字通信接收天线及其方法

权利要求书

1.一种基于微波光波相干转换的无线数字通信接收天线，其特征在于：包括激光器、数字信号制调器、铯泡、合束器、光电探测器和数字信号解调器，其中：

所述激光器用于产生光外差探测中所需的本振光；

所述数字信号制调器将数字信号调制至微波；

所述铯泡将所述微波调制转换为已调制光波；

所述合束器将所述本振光和所述已调制光波进行叠加，产生光外差信号；

所述光电探测器接受所述光外差信号；

所述数字信号解调器用于从所述光外差信号中恢复为数字信号。

2.根据权利要求1所述的基于微波光波相干转换的无线数字通信接收天线，其特征在于，所述铯泡内提供室温饱和蒸汽下的铯原子气体，所述铯原子气体在里德堡六波混频过程中将所述微波调制成所述已调制光波。

3.根据权利要求1所述的基于微波光波相干转换的无线数字通信接收天线，其特征在于，所述数字信号调制器通过相移键控调制将数字信号调制至所述微波上。

4.根据权利要求3所述的基于微波光波相干转换的无线数字通信接收天线，其特征在于，所述相移键控调制，包括BPSK调制、QPSK调制和8PSK调制，通过IQ调制使得微波的不同相位代表不同的数字信号。

5.根据权利要求1所述的基于微波光波相干转换的无线数字通信接收天线，其特征在于：所述数字信号解调器由乘法电路、低通滤波电路和采样判决电路组成，利用所述乘法电路分别将正弦模式和余弦模式的射频信号与光外差信号相乘，通过所述低通滤波器恢复IQ信号波形，最后通过所述采样判决电路恢复数字信号。

6.根据权利要求5所述的基于微波光波相干转换的无线数字通信接收天线，其特征在于：所述乘法电路进行了所述IQ信号与所述正弦模式和余弦模式的射频信号在时域的相乘运算。

7.根据权利要求5所述的基于微波光波相干转换的无线数字通信接收天线，其特征在于：所述低通滤波电路只允许低频的IQ信号通过，从而恢复IQ信号波形；所述采样判决电路实现IQ信号幅值与数字信号的对应，完成数字信号的恢复。

8.一种基于微波光波相干转换的无线数字通信方法，其特征在于：所述无线数字通信方法包括以下步骤：

1)利用数字信号调制器通过相移键控调制把数字信号调制至微波上；

2)微波通过喇叭发射至铯泡内；

3)铯泡内提供温饱和蒸汽下的铯原子气体，铯原子气体在里德堡六波混频过程中将微波调制成已调制光波；

4)通过光外差相干解调法对已调制光波进行解调，恢复为数字信号。

9.根据权利要求8所述的基于微波光波相干转换的无线数字通信方法，其特征在于：步骤4)中所述光外差相干解调法包括以下步骤：通过所述合束器产生光外差信号，所述光电探测器将探测到的光外差信号送至所述数字信号解调器进行解调，由所述数字信号解调器恢复所述数字信号。

10.根据权利要求9所述的基于微波光波相干转换的无线数字通信方法，其特征在于，所述合束器产生光外差信号的步骤包括：通过所述激光器产生光外差探测中所需的本振光，所述合束器对所述本振光和所述已调制光波进行叠加后产生所述光外差信号。