[发明专利]一种偏振不敏感的光子辅助毫米波相干接收装置

说明书

本发明公开了一种偏振不敏感的光子辅助毫米波相干接收装置，光载波中心频率为fc，相位调制器将中心频率为fs毫米波射频信号调制到相位调制器输出的1阶和‑1阶边带，利用隔离器和布拉格光纤光栅滤波获取‑1阶边带；偏振不敏感零差相干探测单元的一端与布拉格光纤光栅输出端连接，为信号光；偏振不敏感零差相干探测单元的另一端和可调激光器连接，信号光和本振光均经过一个偏振控制装置调整为X偏振态，再对信号进行零差相干探测。本发明方案采用偏振分束、旋转加耦合，解决了传统相干探测方法的缺陷，基于相位调制器的微波光子下变频，进而实现超宽带、高灵敏度毫米波射频信号接收和解调，支撑毫米波无线通信大容量、远距离传输。

技术领域

本发明属于微波光子学技术领域，尤其涉及一种偏振不敏感的光子辅助毫米波相干接收装置。

背景技术

为了实现更高速率更大带宽的无线通信，通信频率向更高频段演进，毫米波段由于其数个GHz的可用频谱资源，是未来无线通信的发展方向。受到基带信号处理速率和模数/数模转换器件瓶颈制约，直接对数GHz带宽的毫米波射频信号进行直接检测，涉及电域混频、滤波，器件成本高，难度大。基于微波光子下变频技术可利用相干探测技术将毫米波射频信号直接变换到基带，并且相干探测对微弱光信号的检测有巨大的性能优势，这可以充分利用光学器件带宽大、损耗低等特点，能降低高频射频信号混频、滤波的代价。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种偏振不敏感的光子辅助毫米波相干接收装置，采用偏振分束、旋转加耦合，解决了传统相干探测方法的缺陷，基于相位调制器的微波光子下变频，进而实现超宽带、高灵敏度毫米波射频信号接收和解调，支撑毫米波无线通信大容量、远距离传输。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种偏振不敏感的光子辅助毫米波相干接收装置，包括依次连接的相位调制器、隔离器、布拉格光纤光栅、偏振不敏感零差相干探测单元，光载波中心频率为fc，利用相位调制器将中心频率为fs毫米波射频信号调制到相位调制器输出的1阶和-1阶边带，利用隔离器和布拉格光纤光栅滤波获取-1阶边带；偏振不敏感零差相干探测单元的一端与布拉格光纤光栅输出端连接，为信号光fc-fs；偏振不敏感零差相干探测单元的另一端和可调激光器连接，为本振光，信号光和本振光均经过一个偏振控制装置调整为同一偏振态，再进入90°Hybird和平衡探测器，对fc-fs信号进行零差相干探测。

按上述技术方案，偏振控制装置包括偏振分束、偏振旋转器和保偏耦合器。

按上述技术方案，1阶和-1阶边带分别为：fc+fs和fc-fs。

按上述技术方案，本振光中心频率也调整为fc-fs。

按上述技术方案，信号光经过偏振分束器后分解为偏振态能量相同的不同偏振态的两束，其中一束经过一个偏振旋转器调整为相反偏振方向，再经过一个保偏耦合器将其与偏振分束器输出的另一束偏振光进行耦合。信号光和本振光经过偏振控制装置均调整为X偏振态。

本发明产生的有益效果是：利用偏振控制装置调整信号光载波和本振光的偏振状态，提高了微波光子下变频的灵敏度和转换效率，实现对任意毫米波射频信号下变频，支撑毫米波无线通信大容量、远距离传输。本发明可应用于超宽带毫米波无线通信系统中，解决了光子辅助毫米波无线通信中光信号对于偏振敏感的问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例偏振不敏感的光子辅助毫米波相干接收装置的技术原理图；

图2为现有方法的接收技术原理图；

图3为本发明实施例偏振不敏感的光子辅助毫米波相干接收和现有方法相干接收得到的基带信号幅度性能对比示意图；

图4是本发明实施例偏振不敏感的光子辅助毫米波相干接收对不同偏振态信号光输出幅度示意图。

具体实施方式