[发明专利]一种微波光子宽带矢量信号生成的方法

说明书

本发明公开了一种微波光子宽带矢量信号生成的方法，该方法涉及微波技术领域和光通信技术领域。所述方法如说明书附图1所示，包括激光器LD、偏振复用马增调制器PDM‑MZM、光带通滤波器OBPF、偏振控制器PC、起偏器Pol、光电探测器PD和微波180°耦合器Hybrid。本方法利用PDM‑MZM、OBPF、PC和Pol构造了一个上变频器，将I路、Q路基带波形和本振LO分别调制在光载波上，PC和Pol能够消除光载波得到IQ基带波形和LO边带，经PD拍频后得到宽带射频RF矢量信号。本发明结构简单，IQ基带波形的带宽大，LO信号频率可以大范围调谐，I路、Q路基带波形的相位关系可以灵活调整，可以解决IQ相位不平衡问题。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域和微波技术领域，主要涉及微波光子宽带矢量信号生成技术。

背景技术

随着科技的进步和社会的发展，信息技术发展迅猛，人们对通信的高速率传输和高频谱利用率要求越来越高。如今雷达系统、无线通信系统等正朝着高速率、大带宽和宽频带方向发展。在传统电子技术中，微波信号产生面临诸多电子瓶颈，比如带宽小、工作频率调谐性差、抗电磁干扰能力差等，而微波光子技术具有大带宽、频率可调谐性好、高隔离度、抗电磁干扰能力强等优点。因此在无线通信系统等应用中微波光子技术得到广泛研究。

目前在雷达系统、无线通信系统等应用中，为了追求高传输速率和高频谱利用率，一般需要采用不同调制格式的矢量信号进行数据传输，比如QPSK、16QAM、64QAM等调制格式的矢量信号。目前一般都是在电域中生成所需的矢量信号，再将矢量信号利用电光调制器调制到光域上，在接收端再转换到电域，电域生成矢量信号会面临电子瓶颈，而微波光子技术能够克服电子瓶颈，因此直接在光域生成矢量信号具有重要的研究意义。

在电域中产生矢量信号，一般先对数据进行串并转换，然后利用正交载波相乘得到两路正交信号，最后两路叠加并进行相应滤波得到矢量信号，光域直接生成矢量信号即依据电域流程，将基带波形直接在光载波上进行调制，通过调节电光调制器工作电压在IQ两路基带波形上引入正交相移，实现光域矢量信号生成，光域方法能够降低对数模转换器采样率和工作频率的需求，简化通信系统发射机的结构。

现在光信号处理技术发展迅猛，利用微波光子技术直接对矢量信号进行调制和传输得到广泛的研究和应用，但是利用微波光子技术直接生成矢量信号的技术研究则为数不多。

发明内容

本发明提出一种微波光子宽带矢量信号生成的方法。本方法利用高度集成的偏振复用马增调制器PDM-MZM，调制器上臂调制I路和Q路基带波形，下臂调制本振LO信号，通过光带通滤波器OBPF滤除一个LO边带，再通过偏振控制器PC和起偏器Pol消除基频光载波，构成一个正交上变频器，经光电探测器PD拍频能够得到宽带射频RF矢量信号。该方案直接在光域生成矢量信号，I、Q两路波形的相位平衡度可以通过控制调制器直流偏置电压进行灵活调节，IQ相位不平衡问题能够得到有效解决，该方案具有结构简单、能够克服电子瓶颈、易于实现等优点。

本方案所采用的技术方案是：所述装置包括激光器LD、PDM-MZM、OBPF、PC、Pol、PD和微波180°耦合器Hybrid。LD的输出端连接PDM-MZM的光信号输入端，I、Q基带波形输入PDM-MZM的上臂射频输入端，LO信号输入微波180°耦合器的输入端，微波180°耦合器的输出端连接PDM-MZM的下臂射频输入端，PDM-MZM的输出端连接OBPF的输入端，OBPF的输出端连接PC和Pol，Pol的输出端连接PD。

PDM-MZM是一个集成器件，由一个光分束器、上下臂两个双驱动马增调制器DDMZM、一个90°偏振旋转器PR和一个偏振合束器PBC集成；上下臂双驱动马增调制器分别记为X-Pol MZM、Y-Pol MZM。

本发明在工作时包括以下步骤：

(1)从LD发出的光载波注入到PDM-MZM中。