[发明专利]一种低本振频率的微波光子下变频系统

说明书

本发明公开了一种低本振频率的微波光子下变频系统，包括窄线宽半导体激光器、两个马赫‑曾德尔(MZ)调制器、电放大器、光探测器以及电滤波器。在第一马赫‑曾德尔调制器中采用频率为f_LO的本振信号对中心频率为f₀的光波信号进行抑制载波双边带调制，频率为f_RF的微波信号经过电放大器放大后，在第二马赫‑曾德尔调制器中对第一马赫‑曾德尔调制器的输出进行常规双边带调制，输出到光探测器中进行混频，最后在电滤波器中滤除除中频电信号以外的电信号，得到中频电信号，这样本振频率为微波信号频率f_RF与中频频率f_IF差的一半，即f_LO＝(f_RF－f_IF)/2，降低了本振频率，同时相对于现有技术，本发明的微波光子下变频系统结构相对简单。

技术领域

本发明属于微波光子技术领域，更为具体地讲，涉及一种低本振频率的微波光子下变频系统。

背景技术

微波下变频是微波通信、探测和遥感中信号处理的重要环节之一。电子混频器受到电子响应速率慢的影响，限制了可支持下变频的频率和带宽。微波光子技术采用光子技术进行微波信号处理，通过微波光子下变频可支持几十甚至上百GHz频率的下变频。

微波光子下变频一般采用级联调制或并联调制两种调制方法(Comparison ofseries and parallel optical modulators for microwave down-conversion，J.T.Gallo等，IEEE Photonics Technology Letters，1998，vol.10(11)，1623-1625，)。级联调制采用本振信号和微波信号先后对同一光载波调制，并联调制采用本振信号和微波信号分别对同一光载波的两个分支同时调制后进行合路，经过光探测器光电转换，实现微波信号和本振信号的混频，提取差频信号，显现微波信号下边频。

其中，级联调制微波光子下变频具有结构简单，易于实现的特点。目前已经提出了多种级联调制的方案，如两级强度调制级联(如2009年9月2日授权公告、公告号CN100536371C、名称为《基于电光调制器和光纤光栅的微波光子下变频方法及装置》的中国发明专利)；采用强度调制和相位调制的级联调制方法(如基于强度-相位级联调制的微波光子下变频法，光学精密工程，2017，vol.25(4)：827-834)；采用相位调制和偏振调制的级联调制方法(Microwave Photonic Down-Conversion with Large Image RejectionRatio Utilizing Digital Signal Processing，Peixuan Li等，2016AsiaCommunications and Photonics Conference(ACP))等。但以上方法产生的中频频率均为微波频率与本振频率之差，f_IF＝f_RF－f_LO，微波频率与本振频率接近。微波频率高，则要求本振频率也相应很高，提高了本振实现的难度。

为了降低本振频率的，现有技术中采用双平行马赫-曾德尔调制器产生二阶本振边带的方法进行微波光子下变频，(如2018年10月16日公布、公布号CN108667517A、名称为《一种基于本振倍频的微波光子混频方法及系统》，中国发明专利申请)，将本振频率降低了一半，但该微波光子下变频系统结构复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低本振频率的微波光子下变频系统，在降低本振频率的同时，降低系统的复杂性。

为实现上述目的，本发明低本振频率的微波光子下变频系统，其特征在于，包括：

窄线宽半导体激光器，用于产生中心频率为f₀的光波信号(光载波)，并输出到第一马赫-曾德尔(MZ)调制器中；