[发明专利]一种基于双偏振正交相移键控调制器的微波二进制数字调制信号生成方法

说明书

本发明公开了一种基于双偏振正交相移键控调制器的微波二进制数字调制信号生成方法，该发明涉及光通信技术领域、微波技术领域以及数字频带传输系统，主要涉及利用微波光子学技术实现任意二进制数字调制信号的生成。所述方法如说明书图1所示，包括光源LD、射频源RF、信号源AWG、双偏振正交相移键控调制器DP‑QPSK、偏振控制器PC、偏振分束器PBS、和双平行光电平衡探测器BPD。DP‑QPSK经过RF和AWG调制后，通过设置正确的偏压点以及调整PC后，注入BPD就可获得所需的不同的二进制数字调制信号。本发明工作带宽大，跳频速度快、系统稳定性高、结构简单、集成度高且容易实现。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域、微波技术领域，主要涉及利用微波光子学技术生成任意二进制数字调制信号。

背景技术

由于电域系统结构复杂、损耗较大且受带宽限制；与电域相比，在光场中生成二进制数字调制信号具有损耗低，带宽大、抗电磁干扰、简单轻便、系统稳定性高等优点。

传统光场中生成振幅键控ASK信号、移相键控PSK、频移键控FSK信号的方式一般可分为两类:基于频时映射、直接空时映射和光外差结构；由于前两种其结构庞大且有损耗，故光外差法逐渐受到越来越多的关注。

现有的光外差生成二进制数字调制信号的解决方案大多只能实现一种调制格式，为了提高系统的灵活性，需要在一个方案中生成不同的调制方式。

目前对生成多种微波二进制数字调制信号的方案主要有两类：一种是采用光脉冲整形、频谱整形和频时映射技术，另一种是基于光外差结构；前一种方案的主要缺点是产生的信号频率具有固定的因子关系，并且叶栅结构更为复杂。

发明内容

为了解决技术背景中所存在的问题，本发明提出了一种基于双偏振正交相移键控调制器DP-QPSK的微波二进制数字调制信号生成方案；该方法在保持系统结构不发生改变的情况下，只改变二进制编码信号的幅度或改变Y-DPMZM中主调制器的偏置电压就可以产生三种不同的数字调制方式；该方案核心器件为DP-QPSK和BPD，结构简单；系统不包含EDFA等与频率相关的光电元件，工作带宽大；系统跳频速度快、系统稳定性高且容易实现。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述方法包括包括光源LD、射频源RF、信号源AWG、一个双偏振正交相移键控调制器DP-QPSK、掺铒光纤放大器EDFA、偏振控制器PC、偏振分束器PBS、和双平行光电探测器BPD；LD输出端连接DP-QPSK调制器，RF和二进制编码信号分别加载在DP-QPSK的不同端口，DP-QPSK的输出端依次连接PC和PBS，然后PBS的输出端连接BPD，BPD输出端获得所需的不同的数字调制信号。

所述的DP-QPSK内部是由Y型分光器、两个双平行马赫增德尔调制器X-DPMZM和Y-DPMZM、90度偏振旋转器和偏振合束器PBC集成，其中DPMZM是由两个子MZM构成。

本发明在工作时包括以下步骤：

(1)从LD发出波长为λ的光波作为载波注入到DP-QPSK中。

(2)在DP-QPSK内，光载波被分为两路，分别输入到X-DPMZM和Y-DPMZM中，射频信号RF1输入X-DPMZM的子调制器X-MZM1的射频端口，AWG信号通过电功分器分为两路，一路输入X-DPMZM的子调制器X-MZM2的射频端口，另一路输入Y-DPMZM的子调制器Y-MZM1的射频端口，Y-MZM2的射频端口空载，调整偏置电压，使得X-DPMZM的X-MZM1、X-MZM2和主调制器分别工作在最小点MITP、最大点MATP以及最大点MATP，且Y-DPMZM的Y-MZM1、Y-MZM2和主调制器都工作在最小点MITP；通过90度偏振旋转器使得X-DPMZM和Y-DPMZM输出的两路光信号的偏振态相互正交，随后这两路光信号经PBC合束后输出PBC，DP-QPSK输出偏振复用光。

(3)DP-QPSK的输出端口连接到PC的输入端口，PC的输出端口连接PBS。