CN111130643A - 无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置及方法 - Google Patents

无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置及方法，包括激光器、两个双偏振双平行马赫增德尔调制器、偏振控制器、检偏器、光电探测器,其中第一双偏振双平行马赫增德尔调制器与偏振控制器、第二双偏振双平行马赫增德尔调制器级联；其中，设置在激光器输出端的第一双偏振双平行马赫增德尔调制器与偏振控制器级联，产生两条偏振正交的正、负二阶边带；第二双偏振双平行马赫增德尔调制器接收上述偏振控制器生成的两条偏振正交的正、负二阶边带进行二次调制，其中上、下臂两个双平行马赫增德尔调制器可实现单边带抑制载波正一阶调制或单边带抑制载波负一阶调制，且下臂的相位调制器用来控制该微波光子移相器的相移。

Description

无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置及方法
技术领域
本发明涉及微波光子移相器领域，特别涉及无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置及方法。
背景技术
微波光子移相器作为微波光子学的关键技术，通过光学的方法对微波信号进行相位控制，解决了传统电子移相器相位可调范围小、受电磁干扰严重等问题，且具有体积小、重量轻、损耗小等明显优势，被广泛应用于相控阵雷达等领域。然而，随着人们对相控阵雷达多功能需求的不断增加，作为核心器件的微波光子移相器，在满足0-360°连续相位可调、幅度波动小、抗干扰能力强等性能的前提下，还需要有较宽的工作频率范围，因此如何实现高频信号输出的微波光子移相器，是目前相控阵技术发展的关键问题。
倍频移相技术，巧妙结合了微波光子学中的光生毫米波和微波光子移相两大关键技术，可同时实现对微波信号的倍频和相位控制功能，节约了***成本和链路损耗，为微波光子技术的发展开拓了新领域。其中，基于外调制器的倍频移相技术因具有相位调谐速度快、输出信号功率稳定性高、成本低等优势受到了国内外学者的广泛关注，且随着电光调制器高度集成化发展，使得基于外调制器的微波光子移相技术成为目前研究的热点。其主要原理是利用外调制器的调制特性产生两条频率间隔为射频驱动信号频率整数倍的相干光，然后通过处理将两条光边带分开，并对其中一条光边带进行相位控制，最终再将两条有相位差的边带合并进行拍频，即可得到相位可调的倍频微波信号。
然而，如何将用于拍频的两条边带分开进行单独地相位控制是倍频移相技术的核心问题。传统的方法主要是通过FBG等光滤波器来实现边带分离的，但由于光滤波器属于波长依赖器件，将限制***输出信号带宽，从而无法实现***频率大范围可调，且其功率损耗严重、性能容易受温度等因素影响导致***不稳定。
针对使用光滤波器实现倍频移相技术存在的问题，无光滤波的倍频移相技术应运而生，例如无光滤波的二倍频移相器、无光滤波的四倍频移相器等方案相继被提出，但倍频因子都比较小且单一，难以满足多功能雷达等应用对频率的更高需求。
发明内容
为了解决现有技术中移相器的倍频因子比较小且单一，难以满足多功能雷达等应用对频率的更高需求的问题，本发明提出了一种无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置及方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术手段是：一种无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置，包括激光器、两个双偏振双平行马赫增德尔调制器、偏振控制器、检偏器、光电探测器,其特征在于,其中第一双偏振双平行马赫增德尔调制器与偏振控制器、第二双偏振双平行马赫增德尔调制器级联，用于接收激光器发出的光载波后依次连接检偏器、光电探测器后输出；其中，设置在激光器输出端的第一双偏振双平行马赫增德尔调制器与偏振控制器级联，产生两条偏振正交的正、负二阶边带；第二双偏振双平行马赫增德尔调制器接收上述偏振控制器生成的两条偏振正交的正、负二阶边带进行二次调制，其中上、下臂两个双平行马赫增德尔调制器可实现单边带抑制载波正一阶调制或单边带抑制载波负一阶调制，进而产生倍频因子从二到六可调的微波光子移相器，其相位由第二双偏振双平行马赫增德尔调制器中相位调制器的直流偏压控制。
一种如上述无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置的微波光子移相方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.从激光器发出的光载波通过第一偏振控制器输入到第一双偏振双平行马赫增德尔调制器中，经内部的第一偏振分束器分为X轴、Y轴两个偏振正交方向的光波,分别进入上、下臂两个双平行马赫增德尔调制器中，其中每个双平行马赫增德尔调制器的两个子MZM均工作在最大偏置点，主MZM均工作在最小偏置点，且两个子MZM的射频信号相位差均为
Figure BDA0002306533330000021
两个双平行马赫增德尔调制器之间的射频信号相位差为
Figure BDA0002306533330000022
则可在两个偏振正交方向上各产生两条抑制载波的正、负二阶边带；其中，激光器和第一偏振控制器用来产生与第一双偏振双平行马赫增德尔调制器中第一偏振分束器主轴方向呈一定偏振角度的光载波；
S2.通过控制第二偏振控制器的偏振旋转角度为45°，且使两路偏振正交光边带的相位差为
Figure BDA0002306533330000023
则从第一双偏振双平行马赫增德尔调制器输出的两个偏振方向上的四条边带通过第二偏振控制器后，可在两个偏振方向上分别产生一条正二阶边带和一条负二阶边带；
S3.通过调节第二双偏振双平行马赫增德尔调制器的射频驱动信号和直流偏置电压，使其上、下臂两个双平行马赫增德尔调制器的两个子MZM均工作在最小偏置点，主MZM均工作在正交偏置点，两个子MZM的射频信号相位差均为
Figure BDA0002306533330000024
且第二双偏振双平行马赫增德尔调制器与第一双偏振双平行马赫增德尔调制器的半波电压相同；通过改变第二双偏振双平行马赫增德尔调制器两个主MZM的偏置电压值，使两个双平行马赫增德尔调制器分别实现抑制载波正一阶边带调制或抑制载波负一阶边带调制，即可产生频率间隔为二、三、四、五、六倍于射频驱动信号频率的两条偏振正交光边带，其中通过调节下臂相位调制器的直流偏置电压，可实现对下臂双平行马赫增德尔调制器输出光边带的相位控制，进而在生成的两条偏振正交光边带之间引入相位差；
S4.然后通过调节第三偏振控制器，使第二双偏振双平行马赫增德尔调制器输出的X轴光边带与检偏器的主轴方向呈45°，则可使输入检偏器的两条偏振正交光边带转化为相同方向的两条光边带，最后经光电探测器拍频即可得到倍频因子为二、三、四、五、六可调且相位0-360°可调的微波信号，其相位直接由相位调制器的直流偏置电压决定。
本发明通过设置两个双偏振双平行马赫增德尔调制器的射频驱动信号、直流偏置点以及偏振控制器的偏振态，可实现倍频因子从二到六可调的微波光子移相器生成，该移相器的相位直接由相位调制器的直流偏置电压控制。由于本发明提出的倍频因子可调的微波光子移相方案是在无光滤波的情况下实现的，因此具有***频率大范围可调，性能稳定等明显优势，且在满足0-360°全范围相位可调、调谐速度快且操作简单的同时，可实现倍频因子从二到六可调的微波信号输出，更加满足现代多功能雷达对发射信号的频率需求，即可根据雷达需要完成的不同功能，选择特定的发射频率。
本发明的有益效果是：相比其他的微波光子倍频移相方案，本方案在满足0-360°全范围相位可调、调谐速度快且操作简单的同时，还可生成倍频因子灵活可调的微波信号，不仅可以实现倍频因子为二、四、六的偶数倍频微波信号生成，还可实现倍频因子为三、五的奇数倍频微波信号生成，更加满足现代多功能雷达对发射信号的频率要求，即可根据雷达需要完成的不同功能，选择特定的发射频率；且倍频因子最高可达六倍频，大大提高了***工作带宽，在未来毫米波雷达通信中具有良好的应用前景。
本发明在不使用光滤波器的条件下，通过控制偏振控制器的旋转角度和两路偏振正交光边带的相位差，即可实现对相同偏振方向上两条光边带的分离，相比于其他使用光滤波器的微波光子倍频移相方案，本方案克服了***工作带宽受限、性能不稳定等问题，可实现***频率大范围可调、且成本低、稳定性高。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为二倍频移相器。
图3为三倍频移相器。
图4为四倍频移相器。
图5为五倍频移相器。
图6为六倍频移相器。
具体实施方式
下面结合附图对本申请进行进一步的说明。
如图1，一种无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置，包括依次连接的激光器LD、第一偏振控制器PC1、第一双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM1、第二偏振控制器PC2、第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2、第三偏振控制器PC3、检偏器Pol、光电探测器PD；其中，所述激光器LD的输出端口与第一偏振控制器PC1的输入端口连接，第一偏振控制器PC1的输出端口与第一双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM1的输入端口连接，第一双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM1的输出端口与第二偏振控制器PC2的输入端口连接，第二偏振控制器PC2的输出端口和第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2的输入端口连接，第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2的输出端口与第三偏振控制器PC3的输入端口连接，第三偏振控制器PC3的输出端口与检偏器Pol的输入端口连接,检偏器Pol的输出端口与光电探测器PD的输入端口连接。
其中，第一双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM1包括与第一偏振控制器PC1输出端连接的第一偏振分束器PBS1、第一偏振合束器PBC1和第一调制器组成；其中，第一调制器包括两个并行设置的双平行马赫增德尔调制器DPMZMa和双平行马赫增德尔调制器DPMZMb；其中，第一偏振分束器PBS1的输出端同时与第一调制器中的两个并行设置的双平行马赫增德尔调制器DPMZMa和双平行马赫增德尔调制器DPMZMb的输入端相连；上述两个并行设置的双平行马赫增德尔调制器的输出端同时连接至第一偏振合束器PBC1；第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2由第二偏振分束器PBS2、第二偏振合束器PBC2和第二调制器组成，其中第二调制器由两个双平行马赫增德尔调制器DPMZMc、DPMZMd和相位调制器PM组成；其中，第二偏振分束器PBS2的输出端同时与第二调制器中的两个并行设置的双平行马赫增德尔调制器的输入端连接；其中上臂双平行马赫增德尔调制器DPMZMc的输出端连接至第二偏振合束器PBC2；下臂双平行马赫增德尔调制器DPMZMd的输出端口串联相位调制器PM后与第二偏振合束器PBC2相连。
一种如上述无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置的微波光子移相方法，其特征在于，包括以下步骤：
1.从激光器LD发出的光载波通过第一偏振控制器PC1输入到第一双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM1中，经内部的第一偏振分束器PBS1分为X轴、Y轴两个偏振正交方向的光波,分别进入上、下臂两个双平行马赫增德尔调制器DPMZMa和双平行马赫增德尔调制器DPMZMb中，其中每个双平行马赫增德尔调制器的两个子MZM均工作在最大偏置点，主MZM均工作在最小偏置点，且两个子MZM的射频信号相位差均为
Figure BDA0002306533330000051
两个双平行马赫增德尔调制器之间的射频信号相位差为
Figure BDA0002306533330000052
则可在两个偏振正交方向上各产生两条抑制载波的正、负二阶边带；设激光器LD输出的光载波为；Ein(t)＝E0exp(jω0t)，其中E0和ω0分别为光载波的幅度和角频率，第一偏振控制器PC1调整为45°，X轴双平行马赫增德尔调制器DPMZMa中上臂MZM的射频驱动信号为Vmsin(ωmt)，下臂MZM的射频驱动信号为Vmcos(ωmt)，其中Vm和ωm分别为射频驱动信号的幅度和角频率，且两个子MZM偏置电压均为0，主MZM偏置电压等于半波电压Vπ，则在小信号调制情况下，可得第一双偏振双平行马赫增德尔调制器的X轴方向输出信号为
Figure BDA0002306533330000053
其中
Figure BDA0002306533330000054
为MZM的调制指数。同时，Y轴方向双平行马赫增德尔调制器DPMZMb与DPMZMa的射频驱动信号有
Figure BDA0002306533330000055
的相位差，其他参数设置均相同，则可得第一双偏振双平行马赫增德尔调制器的Y轴方向输出信号：
Figure BDA0002306533330000056
经第一偏振合束器PBC1合波后，第一双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM1在X轴和Y轴两个偏振方向上各产生两条正、负二阶边带，可表示为
Figure BDA0002306533330000057
2.通过控制第二偏振控制器PC2的偏振旋转角度为45°，且使两路偏振正交光边带的相位差为
Figure BDA0002306533330000058
则从第一双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM1输出的两个偏振方向上的四条光边带通过第二偏振控制器PC2后，可在两个偏振方向上分别产生一条正二阶边带和一条负二阶边带，可表示为
Figure BDA0002306533330000059
3.通过调节第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2的射频驱动信号和直流偏置电压，使其上、下臂两个双平行马赫增德尔调制器DPMZMc、双平行马赫增德尔调制器DPMZMd的两个子MZM均工作在最小偏置点，主MZM均工作在正交偏置点，且两个子MZM的射频信号相位差均为
Figure BDA0002306533330000061
且第二双偏振双平行马赫增德尔调制器与第一双偏振双平行马赫增德尔调制器的半波电压相同；通过改变第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2两个主MZM的偏置电压值，使两个双平行马赫增德尔调制器DPMZMc和双平行马赫增德尔调制器DPMZMd分别实现抑制载波正一阶边带调制或抑制载波负一阶边带调制，即可产生频率间隔为二、三、四、五、六倍于射频驱动信号频率的两条偏振正交光边带，其中通过调节下臂相位调制器PM的直流偏置电压，可实现对下臂双平行马赫增德尔调制器输出光边带的相位控制，进而在生成的两条偏振正交光边带之间引入相位差。
设第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2 X轴、Y轴上、下臂两个双平行马赫增德尔调制器DPMZMc、双平行马赫增德尔调制器DPMZMd的主MZM的直流偏置电压分别为V1和V2，PM的直流偏置电压为V3,上臂双平行马赫增德尔调制器DPMZMc的调制指数为βc，下臂双平行马赫增德尔调制器DPMZMd的调制指数为βd，则
a.当
Figure BDA0002306533330000062
且βc＝βd≠0时，即双平行马赫增德尔调制器DPMZMc实现抑制载波负一阶边带调，双平行马赫增德尔调制器DPMZMd实现抑制载波正一阶边带调制，则第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2的X轴和Y轴两个偏振方向上分别产生正一阶和负一阶边带,经第二偏振合束器PBC2合波后，可得
Figure BDA0002306533330000063
其中
Figure BDA0002306533330000064
为PM产生的相位变化；
b.当
Figure BDA0002306533330000065
V2＝0且βc≠0，βd＝0时，即双平行马赫增德尔调制器DPMZMc实现抑制载波负一阶边带调，双平行马赫增德尔调制器DPMZMd不被调制时,则第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2的X轴和Y轴两个偏振方向上分别产生正一阶和负二阶边带,经第二偏振合束器PBC2合波后，可得
Figure BDA0002306533330000066
c.当V1＝V2＝0，且βc＝βd＝0时，即双平行马赫增德尔调制器DPMZMc、双平行马赫增德尔调制器DPMZMd都不被调制时,则第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2的X轴和Y轴两个偏振方向上分别产生正二阶和负二阶边带,经第二偏振合束器PBC2合波后，可得
Figure BDA0002306533330000071
d.当
Figure BDA0002306533330000072
V2＝0且βc≠0，βd＝0时，即双平行马赫增德尔调制器DPMZMc实现抑制载波正一阶边带调，双平行马赫增德尔调制器DPMZMd不被调制时,则第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2的X轴和Y轴两个偏振方向上分别产生正三阶和负二阶边带,经第二偏振合束器PBC2合波后，可得
Figure BDA0002306533330000073
e.当
Figure BDA0002306533330000074
且βc＝βd≠0时，即双平行马赫增德尔调制器DPMZMc实现抑制载波正一阶边带调，双平行马赫增德尔调制器DPMZMd实现抑制载波负一阶边带调制，则第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2的X轴和Y轴两个偏振方向上分别产生正三阶和负三阶边带,经PBC合波后，可得
Figure BDA0002306533330000075
4.然后通过调节第三偏振控制器PC3，使第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2输出的X轴光边带与检偏器Pol的主轴方向呈45°，则可使输入检偏器Pol的两条偏振正交光边带转化为相同方向的两条光边带，最后经光电探测器PD拍频即可得到倍频因子为二、三、四、五、六可调且相位0-360°可调的微波信号，其相位直接由相位调制器PM的直流偏置电压决定，如图2～6。
a.当
Figure BDA0002306533330000076
且βc＝βd≠0时，经第三偏振控制器PC3输入到检偏器Pol可得：
Figure BDA0002306533330000077
最后经光电探测器PD拍频可得：
Figure BDA0002306533330000078
其中μ为光电探测器的相应灵敏度；
b.当
Figure BDA0002306533330000079
V2＝0且βc≠0，βd＝0时，经第三偏振控制器PC3输入到检偏器Pol可得
Figure BDA00023065333300000710
最后经光电探测器PD拍频可得：
Figure BDA00023065333300000711
c.当V1＝V2＝0，且βc＝βd＝0时，经第三偏振控制器PC3输入到检偏器Pol可得：
Figure BDA0002306533330000081
最后经光电探测器PD拍频可得：
Figure BDA0002306533330000082
d.当
Figure BDA0002306533330000083
V2＝0且βc≠0，βd＝0时，经第三偏振控制器PC3输入到检偏器Pol可得：
Figure BDA0002306533330000084
最后经光电探测器PD拍频可得：
Figure BDA0002306533330000085
e.当
Figure BDA0002306533330000086
Figure BDA0002306533330000087
且βc＝βd≠0时，经第三偏振控制器PC3输入到检偏器Pol可得：
Figure BDA0002306533330000088
最后经光电探测器PD拍频可得：
Figure BDA0002306533330000089
由以上推导可知通过设置第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2的射频驱动电压和直流偏置电压值，可实现倍频因子为二、三、四、五、六的倍频因子可调的微波光子移相器生成，其相位直接由相位调制器PM的直流偏置电压决定，当相位调制器PM的直流偏置电压V3在-Vπ到Vπ变化时，生成微波信号的相位在-180°到180°范围变化。
总之，通过调节第二双偏振双平行马赫增德尔调制器DP-DPMZM2的射频驱动信号和直流偏置电压，使上、下臂两个双平行马赫增德尔调制器DPMZMc和DPMZMd均可实现抑制载波的单边带调制CS-SSB方式，即可产生频率间隔为二、三、四、五、六倍于射频驱动信号频率的两条偏振正交光边带，其中下臂的相位调制器PM用来控制下臂双平行马赫增德尔调制器DPMZMd输出光边带的相位，进而在生成的两条偏振正交光边带之间引入相位差。
以上所述仅为发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置，包括激光器(LD)、两个双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM)、偏振控制器(PC)、检偏器(Pol)、光电探测器(PD),其特征在于,其中第一双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM1)与偏振控制器(PC)、第二双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM2)级联，用于接收激光器(LD)发出的光载波后依次连接检偏器(Pol)、光电探测器(PD)后输出；
其中，设置在激光器(LD)输出端的一个双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM1)与偏振控制器(PC)级联，产生两条偏振正交的正、负二阶边带；另一个双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM2)接收上述偏振控制器生成的两条偏振正交的正、负二阶边带进行二次调制，其中上、下臂两个双平行马赫增德尔调制器(DPMZMc、DPMZMd)可实现单边带抑制载波正一阶调制或单边带抑制载波负一阶调制，进而产生倍频因子从二到六可调的微波光子移相器，其相位由第二个双偏振双平行马赫增德尔调制器中相位调制器(PM)的直流偏压控制。
2.根据权利要求1所述的一种无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置，其特征在于，
包括依次连接的激光器(LD)、第一偏振控制器(PC1)、第一双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM1)、第二偏振控制器(PC2)、第二双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM2)、第三偏振控制器(PC3)、检偏器(Pol)、光电探测器(PD)；
其中，所述激光器(LD)的输出端口与第一偏振控制器(PC1)的输入端口连接，第一偏振控制器(PC1)的输出端口与第一双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM1)的输入端口连接，第一双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM1)的输出端口与第二偏振控制器(PC2)的输入端口连接，第二偏振控制器(PC2)的输出端口和第二双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM2)的输入端口连接，第二双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM2)的输出端口与第三偏振控制器(PC3)的输入端口连接，第三偏振控制器(PC3)的输出端口与检偏器(Pol)的输入端口连接,检偏器(Pol)的输出端口与光电探测器(PD)的输入端口连接。
3.根据权利要求2所述的一种无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置，其特征在于，第一双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM1)包括与第一偏振控制器(PC1)输出端连接的第一偏振分束器(PBS1)、第一偏振合束器(PBC1)和第一调制器组成；其中，第一调制器包括两个并行设置的双平行马赫增德尔调制器(DPMZMa和DPMZMb)；其中，第一调制器包括两个并行设置的双平行马赫增德尔调制器(DPMZMa和DPMZMb)；上述两个并行设置的双平行马赫增德尔调制器的输出端同时连接至第一偏振合束器(PBC1)；
第二双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM2)由第二偏振分束器(PBS2)、第二偏振合束器(PBC2)和第二调制器组成，其中第二调制器由两个双平行马赫增德尔调制器(DPMZMc和DPMZMd)和相位调制器(PM)组成；其中，第二偏振分束器(PBS2)的输出端同时与第二调制器中的两个并行设置的双平行马赫增德尔调制器(DPMZMc和DPMZMd)的输入端连接；其中上臂双平行马赫增德尔调制器(DPMZMc)的输出端连接至第二偏振合束器PBC2；下臂双平行马赫增德尔调制器(DPMZMd)的输出端串联相位调制器(PM)后与第二偏振合束器(PBC2)相连。
4.一种如权利要求1所述无光滤波且倍频因子可调的微波光子移相装置的微波光子移相方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.从激光器(LD)发出的光载波通过第一偏振控制器(PC1)输入到第一双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM1)中，经内部的第一偏振分束器(PBS1)分为X轴、Y轴两个偏振正交方向的光波,分别进入上、下臂两个双平行马赫增德尔调制器(DPMZMa和DPMZMb)中，其中每个双平行马赫增德尔调制器的两个子MZM均工作在最大偏置点，主MZM均工作在最小偏置点，且两个子MZM的射频信号相位差均为
Figure FDA0002306533320000021
两个双平行马赫增德尔调制器之间的射频信号相位差为
Figure FDA0002306533320000031
则可在两个偏振正交方向上各产生两条抑制载波的正、负二阶边带；
S2.通过控制第二偏振控制器(PC2)的偏振旋转角度为45°，且使两路偏振正交光边带的相位差为
Figure FDA0002306533320000032
则从第一双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM1)输出的两个偏振方向上的四条光边带通过第二偏振控制器(PC2)后，可在两个偏振方向上分别产生一条正二阶边带和一条负二阶边带；
S3.通过调节第二双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM2)的射频驱动信号和直流偏置电压，使其上、下臂两个双平行马赫增德尔调制器(DPMZMc和DPMZMd)的两个子MZM均工作在最小偏置点，主MZM均工作在正交偏置点，两个子MZM的射频信号相位差均为
Figure FDA0002306533320000033
且第二双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM2)与第一双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM1)的半波电压相同；通过改变第二双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM2)两个主MZM的偏置电压值，使两个双平行马赫增德尔调制器(DPMZMc和DPMZMd)分别实现抑制载波正一阶边带调制或抑制载波负一阶边带调制，即可产生频率间隔为二、三、四、五、六倍于射频驱动信号频率的两条偏振正交光边带，其中通过调节下臂相位调制器(PM)的直流偏置电压，可实现对下臂双平行马赫增德尔调制器输出光边带的相位控制，进而在生成的两条偏振正交光边带之间引入相位差；
S4.通过调节第三偏振控制器(PC3)，使第二双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM2)输出的X轴光边带与检偏器(Pol)的主轴方向呈45°，则可使输入检偏器(Pol)的两条偏振正交光边带转化为相同方向的两条光边带，最后经光电探测器(PD)拍频即可得到倍频因子为二、三、四、五、六可调且相位0-360°可调的微波信号，其相位直接由相位调制器(PM)的直流偏置电压决定。
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