[发明专利]双波段双啁啾微波信号产生及传输装置及方法

说明书

一种双波段双啁啾微波信号产生及传输装置，包括：激光器，用于产生光信号；第一调制模块，用于将第一微波源发出的微波信号和任意波形发生器发出的信号调制到光信号上，产生第一调制光信号；第二调制模块，用于将第二微波源发出的微波信号和任意波形发生器发出的信号调制到光信号上，产生第二调制光信号，其中，第一微波源与第二微波源产生的微波信号的频率不同；90°偏振旋转器，用于使第一调制光信号和第二调制光信号位于正交偏振态；光电探测器，用于将第一调制光信号和第二调制光信号进行光电转换后叠加，得到双波段的双啁啾信号。本公开提供的装置结构简单，可克服在长距离光纤传输过程中由于光纤色散导致的功率衰落现象。

技术领域

本公开涉及微波光子学技术领域，尤其涉及一种双波段双啁啾微波信号产生及传输装置及方法。

背景技术

随着现代雷达技术的不断发展，雷达系统从单一频段向多频段、多功能方向演化。相比单啁啾信号而言，双啁啾信号可以克服多普勒-距离耦合效应，可应用于雷达测距测速。双啁啾信号还具有良好的脉冲压缩特性，可广泛应用于远程预警雷达和高分辨率雷达系统的信号源中。

通常双啁啾信号可通过传统电子学方法和光子学的微波信号产生技术实现。然而，由于电子器件瓶颈的限制，传统电子学方法产生的微波信号带宽有限。微波光子学具有带宽大、损耗低、抗干扰性强的优势，近年来被广泛利用于啁啾信号产生。通常报道的双啁啾信号产生方案局限于一个波段，随着多波段雷达系统的发展，近年来有许多多波段双啁啾信号产生方法被报道，如利用光频梳信号作为输入光信号，调制上基带单啁啾信号，产生多波段双啁啾信号；或利用双偏振调制器，其中一个偏振态产生光频梳信号，另一个正交偏振态加载基带单啁啾信号，拍频产生多波段双啁啾信号；或是利用调制特性产生多阶边带，从而产生多波段的双啁啾信号。

上述方案均受到倍频频率的限制，只能产生固定中心频率关系的双啁啾信号(只能产生一倍频、二倍频等)，难以同时满足各微波波段信号的实际应用。此外，微波光子学信号产生通常需要经过长距离的光纤传输，普通单模光纤具有色散效应，则会导致信号在传输过程中由于色散效应而产生功率衰落。因此，克服色散效应导致的功率衰落问题，也是研究热点之一。

发明内容

鉴于上述问题，本公开提供了一种双波段双啁啾微波信号产生及传输装置及方法，以至少解决部分上述问题。

本公开的一个方面提供了一种双波段双啁啾微波信号产生及传输装置，包括：激光器，用于产生光信号，并将所述光信号分束为第一光信号和第二光信号；第一调制模块，用于将第一微波信号加载到所述第一光信号上，以及，将基带信号加载到所述第二光信号上，将加载所述第一微波信号后的第一光信号和加载所述基带信号后的第二光信号合并，得到第一调制光信号；第二调制模块，用于将第二微波信号加载到所述第一光信号上，以及，将所述基带信号加载到所述第二光信号上，将加载所述第二微波信号后的第一光信号和加载所述基带信号后的第二光信号合并，得到第二调制光信号，其中，所述第二微波信号与所述第一微波信号的频率不同；90°偏振旋转器，用于旋转所述第二光调制信号的偏振态，使所述第一调制光信号和所述第二调制光信号位于正交偏振态；光电探测器，用于将所述第一调制光信号和所述第二调制光信号进行光电转换后叠加，得到双波段的双啁啾信号。

可选地，所述第一调制模块包括：第一微波源，用于产生第一微波信号；第一光电调制器，用于将所述第一微波信号加载到所述第一光信号上；第二光电调制器，用于将所述基带信号加载到所述第二光信号上；第一电压源，用于给所述第一光电调制器和/或第二光电调制器输入直流偏压，改变所述第一光电调制器和所述第二光电调制器之间的相位差，以补偿所述第一调制光信号在传输过程中的功率衰落。

可选地，所述第二调制模块包括：第二微波源，用于产生第二微波信号；第三光电调制器，用于将所述第二微波信号加载到所述第一光信号上；第四光电调制器，用于将所述基带信号加载到所述第二光信号上；第二电压源，用于给所述第三光电调制器和/或第四光电调制器输入直流偏压，改变所述第三光电调制器和所述第四光电调制器之间的相位差，以补偿所述第二调制光信号在传输过程中的功率衰落。