[发明专利]可重构微波光子混频装置

说明书

本公开提供一种可重构微波光子混频装置，包括：激光器单元，由激光器和第一偏振控制器组成，用于产生偏振方向可调的线偏光信号；偏振复用双平行马赫曾德调制器单元，用于实现待混频信号及本振信号对所述线偏光信号的电光调制，在两个正交的偏振态上均获得载波抑制状态下的已调信号；第二偏振控制器，用于控制两路偏振态正交的已调信号间的相位差及偏振方向；偏振分束器，用于将所述第二偏振控制器处理后的已调信号分为两路输出，每路包含一个一阶待混频信号边带和本振信号边带；光电探测单元，用于实现所述偏振分束器处理后的光信号的光电转换，得到混频信号。

技术领域

本公开涉及微波光子技术领域，尤其涉及一种可重构微波光子混频装置。

背景技术

微波混频器广泛应用于雷达、通信等系统中，其可将携带信息的射频信号下变频，便于相对低速的电子器件对信号进行模数转换及处理；也可实现中频信号的上变频。传统基于电子技术的微波混频器受限于较低的工作频率、带宽和较差的隔离度，已无法满足大带宽应用场景的需求。近年来，由于具备光子技术固有的大带宽和免于电磁干扰等优势，微波光子混频器获得了广泛的研究和关注。

微波光子混频技术的基本原理是将中频/射频信号和本振信号调制到光域中，经光信号处理，在光电探测器中差拍，得到上变频/下变频信号。然而，混频输出信号除了包含需要的变频信号外，往往伴有杂散干扰，限制了混频器的工作频率范围。此外，现有微波光子混频方案大多聚焦于单一功能的混频器，如单端混频，可实现复杂调制格式解调的正交混频等，利用同一系统实现多种混频功能灵活重构的技术方案则相对较少。

由此，如何提供一种能够实现多功能可重构的微波光子混频器，突破混频模块功能单一的限制，提高系统的灵活度，降低系统成本与复杂度，是一项亟待解决的技术课题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种可重构微波光子混频装置，以缓解现有技术中混频模块功能单一，系统的灵活度低，系统成本与复杂度高等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供一种可重构微波光子混频装置，包括：

激光器单元，由激光器和第一偏振控制器组成，用于产生偏振方向可调的线偏光信号；

偏振复用双平行马赫曾德调制器单元，用于实现待混频信号及本振信号对所述线偏光信号的电光调制；

第二偏振控制器，用于控制两路偏振态正交的已调信号间的相位差及偏振方向；

偏振分束器，用于将所述第二偏振控制器处理后的已调信号分为两路输出，每路包含一个一阶待混频信号边带和本振信号边带；

光电探测单元，用于实现所述偏振分束器处理后的光信号的光电转换，得到混频信号。

在本公开实施例中，所述偏振复用双平行马赫曾德调制器单元，包括一偏振分束器，两个偏振态正交的双平行马赫曾德调制器，和一偏振合束器，其中：

偏振分束器，将所述线偏振光分为成两束后分别输入所述两个偏振态正交的双平行马赫曾德调制器；

所述每个双平行马赫曾德调制器均包括两个马赫曾德调制器，形成上、下两个平行支路臂；

所述两个双平行马赫曾德调制器的上支路臂分别输入经一90°微波电桥处理后的两路待混频信号，完成待混频信号的电光调制，同时下支路臂分别输入经另一90°微波电桥处理后的两路本振信号，完成本振信号的电光调制；

每个所述双平行马赫曾德调制器包括三个偏置电压输入端，分别独立控制所述上、下两个支路臂上的偏置电压，使每个所述马赫曾德调制器呈载波抑制调制状态，以及调节每个双平行马赫曾德调制器的上、下两个支路臂间的相位差，使上、下两支路臂间相位差相等或差值为180°。