[发明专利]一种可调谐相位编码信号的光学产生方法

说明书

本发明公开了一种可调谐相位编码信号的光学产生方法，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、双偏振正交相移键控DP‑QPSK调制器、偏振控制器PC、光环路器OC、偏振分束器PBS、相位调制器PM和平衡光电探测器BPD。本振信号通过DP‑QPSK调制器调制光载波，负二阶边带和光载波与正二阶边带的偏振态相互正交，由PBS分离后，仅正二阶边带在环路内的PM处受到编码信号的相位调制；经过光电平衡探测后，输出相位编码信号。本发明可同时产生二倍频和四倍频的双频段，多相位的相位编码信号。克服了电域技术的电子瓶颈，降低了本振信号的频率要求，并且在双波段雷达中有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域以及微波技术领域，主要涉及利用光子学技术产生相位编码信号。

背景技术

随着海、陆、空、天一体化作战环境的形成，电子战争和对抗的环境日趋复杂。为了在复杂的环境中占得先机，需要利用多功能雷达全天候，高精度实时地对敌方单位进行探测和识别。脉冲雷达作为常用的雷达种类，为了同时满足高探测精度和远距离探测的目标，需要研究产生更大时宽带宽的脉冲压缩信号。相位编码信号由于其产生容易，脉冲压缩性能好，受到了广泛的应用。但是受限于电域器件的电子瓶颈，宽带信号的产生和处理在电子学中难以实现，同时其定时抖动大，电磁干扰严重，系统体积功耗大等问题也限制了雷达系统的应用场景。

光子技术自身的全频段，大带宽，低传输损耗，抗电磁干扰等优势，使其成为突破雷达带宽瓶颈的关键技术。相位编码信号的光学生成也逐渐成为了研究的热点。采用光学技术，可在多频段范围内产生超大瞬时带宽的相位编码信号，同时其重量轻、体积小、可集成的优势可以大大减轻飞机，舰艇等的载荷，有着非常广阔的应用前景。

基于电光调制器的相位编码生成方案由于其插损小，系统稳定，因此受到了广泛的研究。利用电光调制器灵活的调制方式和可变的系统结构，可以设计出功能不同的相位编码信号生成方案。然而大多数方案功能单一，且同时只能产生一个相位编码信号，难以应用在双波段雷达、频率分集雷达等系统中。

发明内容

为了解决技术背景中所存在的问题，本发明提出了一种可调谐相位编码信号的光学产生方法。该方法可同时产生2倍频和4倍频的双频段，多相位的相位编码信号；频率加倍可以降低本振信号要求同时增大系统的工作频率范围，双频段信号的产生可以使系统应用至双波段雷达中，多相位相位编码信号具有自相关性能好，多普勒容限高的优势。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述装置包括1激光源LD、2双偏振正交相移键控DP-QPSK调制器、3偏振控制器PC、4射频源、5电分路器、6电移相器、7光环路器OC、8相位调制器PM、9任意波形发生器AWG、10偏振分束器PBS、11衡光电探测器BPD。光源的输出端与DP-QPSK调制器的输入端连接。本振信号由电分路器分为两路，一路直接加载在DP-QPSK调制器的射频输入端，另一路通过一个移相器加载到DP-QPSK的另一个射频输入端，DP-QPSK调制器的输出端与第一个偏振控制器PC₁相连，然后连接光环路器，光环路器输出连接第一个PBS，PBS的两个输出端分别连接PM的输入和输出端，AWG产生的基带相位编码信号加载在PM的射频输入端，光环路器的第三个端口连接第二个PC，随后连接第二个PBS的输入端，PBS的输出端连接BPD的两个输入端，BPD的输出端可连接示波器或频谱仪分析。

其中DP-QPSK调制器由两个并行的子双平行马赫曾德尔调制器X-DPMZM和Y-DPMZM构成。每个子双平行马赫增德尔调制器由两个平行的马赫增德尔调制器和一个主马赫增德尔调制器构成。

本发明在工作时包括以下步骤：

(1)从光源发出波长为λ的光载波输入到DP-QPSK调制器中。

(2)本振信号LO经过电分路器功分两路，其中一路输入DP-QPSK调制器X-DPMZM的一个射频口，另外一路经过一个电移相器移相后输入DP-QPSK调制器Y-DPMZM的一个射频口。