[发明专利]一种超宽带微波光子信道化接收装置及实现方法

说明书

本发明提供了一种超宽带微波光子信道化接收装置及实现方法，利用一个MZM生成3线光梳，配合两个声光移频器对本振左右各移频一次就可产生9个光本振，另外采用I/Q光电探测，最终可实现18个子信道的同时接收。本发明大大降低了接收机对光频梳梳齿数量的要求，能够满足大工作宽带、多子信道的发展需求，同时具有结构简单、可重构性好的优点，具有结构简单、易于实现、光梳利用率高、子信道数量多、的特点。不仅大大提高了传统信道化接收机的工作带宽，避免了传统信道化系统体积质量大、带宽受限、电磁干扰等电子瓶颈，在雷达系统和电子战等领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其是一种微波光子信道化接收装置及实现方法。

背景技术

信道化接收机是实现宽带射频信号接收的有效方法之一。在雷达、电子战、多功能宽带通信领域应用广泛，传统的信道化接收机在电域实现信号的传输和解调，存在抗电磁干扰能力差、体积质量大、工作带宽小等缺陷。微波光子信道化接收机将接收到的射频信号调制到光域传输和处理，有效避开了电子瓶颈的限制，大大提升了接收机的性能。常见的微波光子信道化接收机可分为两类：一类是基于光滤波器阵列的直接信道化方案，但该方案虽然结构简单，但对光滤波器要求极高且只能得到信号的幅度信息，无法得到相位信息；另一类是基于光频梳(包括双光频梳原理)的信道化方案，该方案虽然能得到信号的幅度和相位信息，但子信道数量受光频梳的梳齿数量限制，且平坦度和外带抑制比高的多梳线光频梳生成较困难，严重制约了微波光子信道化接收机的发展。因此，如何增加子信道数量、提高接收机的瞬时工作带宽是目前研究的热点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种超宽带微波光子信道化接收装置及实现方法。目前主流的微波光子信道化接收机大多是基于光频梳原理的，虽然利用马增调制器(Mach-Zehnder Modulator，MZM)级联的方法可生成十线或二十线以上的光频梳，但通常该类方案下要求MZM的调制指数较大，需要较大的驱动功率或采用低半波电压的调制器，前者增加了系统的体积、功耗和复杂度，后者不够成熟。因此该类方案虽然理论上可生成梳齿数量较多的光频梳，但在实际应用中困难较大。为了解决子信道数量少的问题，本发明MZM光梳调制技术和声光移频技术相结合，利用一个MZM生成3线光梳，配合两个声光移频器(AOFS)对本振左右各移频一次就可产生9个光本振，另外采用I/Q光电探测，最终可实现18个子信道的同时接收。该方法大大降低了接收机对光频梳梳齿数量的要求，能够满足大工作宽带、多子信道的发展需求，同时具有结构简单、可重构性好的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种超宽带微波光子信道化接收装置，原理图如图1所示，包括单载波激光器(Laser Diode，LD)、三个本振(Local Oscillator，LO)信号、宽带射频(Radio Frequency，RF)信号、两个3线光频梳生成模块、单边带调制模块、移频模块、两个掺铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier，EDFA)、三个光分路器、两个声光移频器(Acousto-OpticFrequency Shifter，AOFS)、三个波分复用器(Wavelength Division Multiplexer，WDM)和九个镜像抑制光电接收机；