[发明专利]一种光子信号发生器和发生方法

说明书

本公开提供了一种光子信号发生器，包括：激光器，用于产生光载波；任意波形发生器，用于产生基带相位编码微波信号或抛物线型微波信号；第一马赫增德尔调制器，用于将任意波形发生器产生的微波信号通过电光效应调制到光载波上，形成第一光信号；光电振荡器，用于产生本振信号，并将本振信号调制在光载波上形成载波抑制的±1阶光边带，即第二光信号；第一光电探测器，用于将第一光信号和第二光信号拍频后光电转换形成相位编码信号或双啁啾信号。本公开通过任意波形发生器对发射信号类型的选择，既可产生相位编码信号，又可产生双啁啾信号，同时由于光电振荡器的加入，产生的本振信号相位噪声低，信号频谱质量高，具备光电集成的潜力。

技术领域

本公开涉及微波光子学领域，具体涉及一种光子信号发生器和发生方法。

背景技术

在现代雷达系统中，相位编码信号和双啁啾信号由于其较高的脉冲压缩能力被广泛用来目标的探测和追踪。基于传统电学方法产生的相位编码信号和双啁啾信号受到电子瓶颈的限制，往往具备较低的载波频率和较窄的带宽，频率可调谐性低，无法满足快速发展的雷达系统的需求。而基于微波光子学技术产生的相位编码信号和双啁啾信号克服了电子瓶颈的限制，不仅具备较高的载频和较大的带宽，而且抗电磁干扰能力及频率的可调谐性都得到极大的提升，因此备受关注。

从而，若一微波光子系统既可以产生相位编码信号，又可以产生双啁啾信号，且具备光电集成的潜力，这对于现代多功能雷达系统来说是有着重要意义。因此构建一种基于光电振荡器的多模式微波信号发生器是有着巨大的应用前景。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本公开提供了一种光子信号发生器，其通过任意波形发生器对发射信号类型的选择，既可以产生相位编码信号，又可以产生双啁啾信号，同时由于光电振荡器的加入，相比传统的微波源来说，产生的本振信号相位噪声低，信号频谱质量高，同时也使得本申请中的光子信号发生器具备光电集成的潜力。

本公开提供了一种光子信号发生器，包括：激光器，用于产生光载波；任意波形发生器，用于产生基带相位编码微波信号或抛物线型微波信号；第一马赫增德尔调制器，用于将任意波形发生器产生的微波信号通过电光效应调制到光载波上，形成第一光信号；光电振荡器，用于产生本振信号，并将本振信号调制在光载波上形成载波抑制的±1阶光边带，即第二光信号；第一光电探测器，用于将第一光信号和第二光信号拍频后光电转换形成相位编码信号或双啁啾信号。

可选地，光电振荡器包括：第二马赫增德尔调制器，用于接收本振信号并对其进行调制，形成第二光信号；光耦合器，用于将第一马赫增德尔调制器和第二马赫增德尔调制器输出的信号分为两路；单模光纤，用于增加环路延时，引入模式间隔，作为光电振荡器的储能介质；第二光电探测器，用于对光电振荡器环路中的光信号进行光电转换，产生二倍频的本振信号；滤波器，用于选择光电振荡器中振荡信号的中心频率且保证其为单频信号。

可选地，光电振荡器还包括：光放大器，用于放大光耦合器输出的一路信号，提高环路增益，以使光电振荡器稳定起振；电放大器，用于放大第二光电探测器输出的微波信号，以使光电振荡器稳定振荡。

可选地，马赫增德尔调制器所产生的两个光信号相互垂直。

可选地，光电振荡器还包括：第一偏振控制器，用于调节光耦合器输出的一路信号的偏振态；第一起偏器，用于筛选出光耦合器输出的一路信号中第二光信号偏振态的信号。

可选地，还包括：第二偏振控制器，用于调节光耦合器输出的另一路信号的偏振态；第二起偏器，用于将光耦合器输出的另一路信号中垂直偏振态第一光信号和第二光信号起偏到相同的偏振态。

可选地，光电振荡器还包括：电分频器，用于确保施加在马赫增德尔调制器上的信号为基频本振信号。

可选地，光电振荡器还包括：180°电桥，用于保证调制器工作在推挽模式下。