[发明专利]光载太赫兹波/毫米波生成系统及方法、发射机

说明书

本申请提供光载太赫兹波/毫米波生成系统，其包括光波发生器和集成式强度调制器。光波发生器生成预设数量的相干光梳齿。各集成式强度调制器用于接收光波发生器生成的预设数量的相干光梳齿，并以数据、本振频率对所接收的相干光梳齿进行调制，从而生成调制信号。该集成式强度调制器包括至少两个子调制器，并且该集成式强度调制器还被配置为接收直流偏置电压以调整各调制器输出的调制信号之间的相位。还提供用于光通信的发射机及光载太赫兹波/毫米波生成方法。本申请的方案可避免外部环境对分离后的光波信号影响不一致所导致的相位噪声问题。

技术领域

本发明涉及通信技术，更为具体地，涉及光载太赫兹波/毫米波生成技术和用于光通信的发射机。

背景技术

随着移动数据流量的爆发式增长，低频段频谱资源日益紧张。无线通信载波频率开始向频率范围为30GHz到300GHz的毫米波和频率范围高达100GHz至10THz的太赫兹(THz)频段发展。

由于太赫兹波高频和大带宽的特点，其相关技术被认为是未来6G移动通信的重要候选技术。传统的基于电子学的全固态太赫兹波产生系统，频率和带宽受到电子瓶颈的限制。为了突破这些电子瓶颈，研究者们提出了基于光子学的太赫兹波产生方案。

根据系统所使用光源的不同，光载太赫兹波产生方案一般可分为两大类：基于双激光器的方案和基于光频梳的方案。就目前而言，无论是哪一种方案，都存在相位噪声的问题。

相位噪声会恶化接收端信号的信噪比，带来严重的误码。采用数字信号处理（DSP）算法补偿相位噪声是有可能的，但DSP算法会带来较大的功耗和延时，且DSP算法需要把数据采集下来进行处理。这都使得采用DSP算法补偿相位噪声在许多场景下不适用，例如，在3D-Full-HD电视和S-HDTV等数据流特别大的场景中就不适用。

因此，有必要改善太赫兹波生成方式。

发明内容

有鉴于此，本申请提供改善的光载太赫兹波/毫米波生成系统。该光载太赫兹波/毫米波生成系统包括光波发生器，其被配置为生成预设数量的相干光梳齿；集成式强度调制器，其被配置为接收所述光波发生器生成的所述预设数量的相干光梳齿，并以数据、本振频率对所接收的相干光梳齿进行调制，从而生成调制信号；其中，所述集成式强度调制器包括至少两个子调制器，以及所述集成式强度调制器还被配置为接收直流偏置电压，以调整所述子调制器输出的调制信号之间的相位。

根据本申请示例的光载太赫兹波/毫米波生成系统，可选地，所述光波发生器包括：光频梳发生器，其被配置为生成多个相干光梳齿，其中，所述多个相干光梳齿是多个相邻频率间隔为f的相干光梳齿；第一光纤放大器，其用于接收所述多个相干光梳齿，并被配置为放大所接收的所述相干光梳齿；第一滤波器，其用于接收经由所述第一光纤放大器放大的所述相干光梳齿，并被配置为从所接收的相干光梳齿过滤出所述预设数量的相干光梳齿并发送给所述集成式强度调制器。

根据本申请示例的光载太赫兹波/毫米波生成系统，可选地，所述光载太赫兹波/毫米波生成系统还包括：第二光纤放大器，其用于接收所述集成式强度调制器生成的调制信号并对其进行放大；第二滤波器，其用于接收经由所述第二光纤放大器放大的信号，对其进行滤波以生成待拍频信号，其中，所述待拍频信号之间的频率间隔为nf和所述本振频率的和，n≥2且n为整数；光电探测器，其用于接收所述待拍频信号，并被配置为对所述待拍频信号进行外差拍频以生成待发射的太赫兹波/毫米波。

根据本申请示例的光载太赫兹波/毫米波生成系统，可选地，所述光载太赫兹波/毫米波生成系统还包括用于发射所生成的太赫兹波/毫米波的天线。

根据本申请示例的光载太赫兹波/毫米波生成系统，可选地，所述第一和第二光纤放大器均为掺饵光纤放大器，所述第一滤波器被配置为过滤出两个相干光梳齿，所述集成式强度调制器为双平行马赫-曾德尔调制器。