CN113922878A - 抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置 - Google Patents
抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113922878A CN113922878A CN202111120571.5A CN202111120571A CN113922878A CN 113922878 A CN113922878 A CN 113922878A CN 202111120571 A CN202111120571 A CN 202111120571A CN 113922878 A CN113922878 A CN 113922878A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- modulator
- chirp
- sub
- double
- dual
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
- H04B10/25137—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using pulse shaping at the transmitter, e.g. pre-chirping or dispersion supported transmission [DST]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/516—Details of coding or modulation
- H04B10/5165—Carrier suppressed; Single sideband; Double sideband or vestigial
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
本发明抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置,包括激光器、双驱动双平行马赫曾德尔调制器(包括子调制器一、二)、第一90°电桥、第二90°电桥、单模光纤、带通滤波器、光电检测器、电源控制单元;激光器输出的激光输入主调制器,射频信号通过第一90°电桥分成相位相差90°的两路分别加载子调制器一的两射频输入口,单啁啾信号通过第二90°电桥分成相位相差90°的两路分别加载到子调制器二的两射频输入口,主调制器通过单模光纤、光电探测器连接带通滤波器;电源控制单元控制双平行子调制器二的直流偏置点使之工作在单边带调制模式下,通过调节子调制器一和主调制器的直流偏置点来切换下啁啾、双啁啾、上啁啾波形的产生。
Description
技术领域
本发明属于微波光子学技术领域,具体涉及一种抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置。
背景技术
线性啁啾微波波形被广泛应用于雷达中,以提高探测距离和距离分辨率。传统技术中,线性啁啾微波波形是通过电压控制振荡器用电产生的。线性斜坡控制电压或直接数字合成器。然而,产生的信号的中心频率和带宽受到电子瓶颈的限制。与电学方法相比,在光域产生微波啁啾信号具有瞬时超宽带高、光谱调谐范围大和抗干扰能力强等优点。到目前为止,已经出现了大量基于微波光子学的线性啁啾微波波形方案。例如频时映射和光学外差。
为了进一步提高啁啾射频信号的时间带宽积,本领域技术人员提出了基于扫频光电振荡器、利用外部调制器进行频率带宽乘的方法。这在现代雷达***中很重要。然而,线性啁啾微波波形具有大范围的多普勒耦合刀边缘模糊耦合。为了克服这一缺陷,本领域技术人员提出了由两个线性啁啾互补的微波波形组成的双啁啾微波波形。在一些情况下,发送双啁啾微波波形是一个更好的解决方案。然而在某些场景中,如多功能雷达***,为了响应不同的需求,需要可切换的多格式啁啾波形,而现有的方法结构复杂且传输受到光纤周期性功率衰弱的限制。
针对以上技术问题,本发明对其进行改进。
发明内容
基于现有技术中存在的上述不足,本发明提供一种抗色散功率衰弱且可切换多格式啁啾波形的光子产生装置。
为了达到上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
一种抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置,包括激光器、双驱动双平行马赫曾德尔调制器(包括子调制器一、子调制器二)、第一90°电桥、第二90°电桥、单模光纤、带通滤波器、光电检测器、电源控制单元;激光器输出的激光输入双驱动双平行马赫曾德尔调制器,射频信号通过第一90°电桥分成相位相差90°的两路分别加载子调制器一的两射频输入口,单啁啾信号通过第二90°电桥分成相位相差90°的两路分别加载到子调制器二的两射频输入口,双驱动双平行马赫曾德尔调制器与单模光纤相连,单模光纤通过光电探测器连接带通滤波器;电源控制单元控制子调制器二的直流偏置点使之工作在单边带调制模式下,通过调节子调制器一和主调制器的直流偏置点来切换下啁啾、双啁啾、上啁啾波形的产生,且生成的波形具有抗色散功率衰弱的功能。本发明可实现抗色散功率衰弱且可切换多格式啁啾波形产生,应用于多功能雷达等领域。
作为优选方案,所述双驱动双平行调制器有三个直流偏置输入,其中偏置2理想状态下的输入电压等于Vπ为调制器的半波电压,即子调制器二工作在正交偏置点,偏置1、偏置3理想状态下根据需要的上啁啾、双啁啾或上啁啾波形来调节,由电源控制单元来控制输入。
作为优选方案,若要产生下啁啾波形,则使偏置1、偏置3引起的相移分别为和π;若要产生双啁啾波形,则偏置1、偏置3引起的相移分别为和m1为射频信号的调制系数,Jn()表示第一类贝塞尔函数;若要产生上啁啾波形,则偏置1、偏置3引起的相移为
作为优选方案,所述的90°电桥实际上起到分路和移相的作用,也可以由其他分路和移相的器件所替代。
作为优选方案,所述的电源控制单元是偏置点自动控制电路,电源控制单元可以由不同的可调直流电压源构成。
本发明与现有技术相比,有益效果是:
(1)通过调节调制器的直流偏置点来完成下啁啾、双啁啾、下啁啾之间的切换,无偏振且结构简单。
(2)通过啁啾信号的单边带调制,消除了色散所引起的信号功率衰弱。
附图说明
图1是本发明抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置的基础结构示意图;
图2是本发明实施生成的下啁啾、双啁啾,上啁啾波形的时域波形图、时-频图和电谱图;
图3是本发明实施生成的下啁啾、双啁啾,上啁啾波形经过光纤传输后的时-频图和电谱图;
图4是本发明实施生成的下啁啾、双啁啾,上啁啾波形经过和光纤传输损耗相同的衰减器后的时-频图和电谱图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示,本发明实施例一种抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置,其包括激光器1、双驱动双平行马赫曾德尔调制器2(包括子调制器2a、子调制器2b)、第一90°电桥6、第二90°电桥7、单模光纤3、光电检测器4、带通滤波器5、电源控制单元8。激光器1输出的激光输入双驱动双平行马赫曾德尔调制器2,射频信号通过第一90°电桥6分成相位相差90°的两路分别加载子调制器2a的上下射频输入口,单啁啾信号通过第二90°电桥7分成相位相差90°的两路分别加载到子调制器2b的上下射频输入口;双驱动双平行马赫则德尔调制器与单模光纤3相连,单模光纤3通过光电探测器4连接带通滤波器5;电源控制单元8控制子调制器2b的直流偏置点使之工作在单边带调制模式下,通过调节子调制器2a和主调制器2的直流偏置点来切换下啁啾、双啁啾、上啁啾波形的产生,且生成的波形具有抗色散功率衰弱的功能。
在本实施例中,90°电桥起到分路和移相的作用,其可以由其他分路和移相的器件所替代。电源控制单元是偏置点自动控制电路,电源控制单元可以由不同的可调直流电压源构成。
双驱动双平行调制器2有三个直流偏置输入,其中偏置2理想状态下的输入电压等于Vπ为调制器的半波电压,也就是子调制器2a工作在正交偏置点,偏置1、偏置3理想状态下根据需要的上啁啾、双啁啾或上啁啾波形来调节,由电源控制单元8来控制输入。
若要产生下啁啾波形,则使偏置1、偏置3引起的相移分别为和π;若要产生双啁啾波形,则偏置1、偏置3引起的相移分别为和m1为射频信号的调制系数,Jn()表示第一类贝塞尔函数;若要产生上啁啾波形,则偏置1、偏置3引起的相移为
具体原理说明如下:假设输入光信号的光场为E0和ω0分别为激光信号幅度和角频率,射频信号为V1 cos(ω1t),V1和ω1分别为射频信号振幅和角频率,单啁啾信号为V2 cos(ω2t+kt2),V2、ω2和k分别为单啁啾信号的振幅、角频率和啁啾率。
子调制器2a输出光信号光场表达式为:
子调制器2b输出光信号光场表达式为:
其中,m2=πV2/Vπ为射频信号的调制系数。
则双驱动双平行马赫曾德尔调制器输出光信号的光场表达式为:
在经过长距离的光纤传输后,输出光信号的光场能够被表示为
其中,θ0和θ-1分别是光载波信号、-1阶单啁啾信号调制光边带色散所引起的相移,γ1和γ-1分别是1阶、-1阶射频调制光边带色散所引起的相移,应用泰勒公式,根据传播常数β,可以得到:
θ0=Lβ0(ω0)
在经过光电探测器后,通过使用一个带通滤波器,可以对信号进行滤波使其只包含中心频率在ω2的频谱分量,光电流可以表示为
i(t)∝J1(m1)2cos(ω2t+kt2+a1+θ0-θ-1)+J1(m1)2cos(ω2t-kt2+a3+θ-1-γ-1)
i(t)∝J1(m1)2cos(ω2t-kt2+π+θ-1-γ-1)
可以看出当可以生成一个下啁啾波形;当 时可以生成一个双啁啾波形;当时,生成一个上啁啾波形。可以看出色散所引起的相移仅仅只影响了生成信号的相位而不是幅度。换句话说消除了下啁啾,双啁啾和上啁啾传输所引起的功率衰弱。
本发明可以实现抗色散功率衰弱且可切换多格式啁啾波形产生。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式,本发明的保护范围并不以上述实施方式为限,但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化,皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (5)
1.抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置,其特征是单元包括激光器(1)、双驱动双平行马赫曾德尔调制器(2)、单模光纤(3)、光电检测器(4)、带通滤波器(5)、第一90°电桥(6)、第二90°电桥(7)、电源控制单元(8);双驱动双平行马赫曾德尔调制器(2)包括子调制器一(2a)、子调制器二(2b);激光器(1)输出的激光输入双驱动双平行马赫曾德尔调制器(2);射频信号通过第一90°电桥(6)分成相位相差90°的两路分别加载子调制器一(2a)的两射频输入口,单啁啾信号通过第二90°电桥(7)分成相位相差90°的两路分别加载到子调制器二(2b)的两射频输入口;双驱动双平行马赫曾德尔调制器(2)与单模光纤(3)相连,单模光纤(3)通过光电探测器(4)连接带通滤波器(5);电源控制单元(8)控制子调制器二(2b)的直流偏置点使之工作在单边带调制模式下,通过调节子调制器一(2a)与双驱动双平行马赫曾德尔调制器(2)的直流偏置点来切换下啁啾、双啁啾、上啁啾波形的产生。
4.如权利要求1-3任一项所述抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置,其特征在于,所述的电源控制单元(8)是偏置点自动控制电路。
5.如权利要求4所述抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置,其特征在于,所述的电源控制单元(8)由不同的可调直流电压源构成。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111120571.5A CN113922878B (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111120571.5A CN113922878B (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113922878A true CN113922878A (zh) | 2022-01-11 |
CN113922878B CN113922878B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=79235993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111120571.5A Active CN113922878B (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113922878B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090232440A1 (en) * | 2005-08-31 | 2009-09-17 | National Institute Of Information And Communications | Dsb-sc modulation system capable of erasing carrier and secondary component |
CN109581301A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-05 | 杭州电子科技大学 | 基于双平行调制器的双啁啾倍频信号产生装置及其方法 |
CN110017967A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-07-16 | 电子科技大学 | 一种基于相位比较的电光强度调制器啁啾参数测试方法 |
CN112152720A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-29 | 中国科学院半导体研究所 | 多频段双啁啾微波信号产生及抗光纤色散传输***及方法 |
-
2021
- 2021-09-24 CN CN202111120571.5A patent/CN113922878B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090232440A1 (en) * | 2005-08-31 | 2009-09-17 | National Institute Of Information And Communications | Dsb-sc modulation system capable of erasing carrier and secondary component |
CN109581301A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-05 | 杭州电子科技大学 | 基于双平行调制器的双啁啾倍频信号产生装置及其方法 |
CN110017967A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-07-16 | 电子科技大学 | 一种基于相位比较的电光强度调制器啁啾参数测试方法 |
CN112152720A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-29 | 中国科学院半导体研究所 | 多频段双啁啾微波信号产生及抗光纤色散传输***及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113922878B (zh) | 2024-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2020248737A1 (zh) | 基于频谱拼接的射频线性调频信号生成方法及装置 | |
CN107547138B (zh) | 倍频因子可调谐相位编码信号光学产生装置及方法 | |
CN109387833B (zh) | 基于微波光子正交差频复用的mimo雷达探测方法及装置 | |
CN113098618B (zh) | 一种双频段相位编码信号的光学生成方法 | |
CN103297145A (zh) | 全光产生十六倍频毫米波的装置 | |
CN111751812A (zh) | 一种微波光子时分复用mimo雷达探测方法及*** | |
CN109143203A (zh) | 基于偏振复用光学倍频微波光子相干雷达收发装置及方法 | |
CN111082872A (zh) | 一种基于电控扫频的傅里叶域锁模光电振荡器及实现方法 | |
CN112578379A (zh) | 光子辅助的脉冲体制微波雷达探测方法及装置 | |
CN111585656A (zh) | 一种倍频三角波生成装置及方法 | |
CN113972953A (zh) | 一种基于两个单驱动马赫曾德尔调制器的三角波形发生器 | |
CN111464242A (zh) | 一种产生八倍频光载毫米波qpsk信号的装置及方法 | |
CN112180356B (zh) | 一种双啁啾线性调频信号产生方法及其装置 | |
CN112285732B (zh) | 光子辅助多普勒雷达探测方法及装置 | |
CN113114370A (zh) | 基于dp-qpsk调制器与pm串联的相位编码信号发生装置及方法 | |
CN113922878B (zh) | 抗色散功率衰弱且能切换多格式啁啾波形的光子产生装置 | |
CN112098951A (zh) | 一种可抑制功率周期性衰落的无基带噪声的二倍频相位编码脉冲光学生成方法 | |
CN113949459B (zh) | 一种基于强度调制器和mzi级联的光电混合fsk信号生成***及方法 | |
CN115801129A (zh) | 一种基于高重频相干光频梳的信道化*** | |
CN115412172A (zh) | 一种基于偏振复用的微波光子雷达收发终端功能集成方法 | |
JP2641383B2 (ja) | Bpsk光送信装置及び光ファイバリンクシステム | |
CN112242872A (zh) | 一种偏振分路复用马赫-曾德尔调制器的二倍频三角波和方波生成方法 | |
CN113625274B (zh) | 一种基于微波光子技术的雷达芯片电路、雷达***及成像方法 | |
CN115225160A (zh) | 一种倍频相位编码线性调频信号产生和接收的装置和方法 | |
CN115469329B (zh) | 基于微波光子技术的模块化高分辨态势感知雷达 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |