[发明专利]毫米波光纤传输系统的毫米波产生及调制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及毫米波光纤传输系统的毫米波光学生成及调制系统和方法，在此提出一种新的光学方法产生毫米波的技术，在中心站将单频激光分成两路，对其进行不同处理后再将两路信号叠加，通过光纤传送至基站光电转换后可输出所需要的毫米波信号；若在中心站对光波进行强度调制，在基站获得的毫米波也会得到相同的调制。

背景技术

最近几年射频光纤传输技术(RoF，Radio on Fiber)以其融合了光纤传输频带宽、损耗低、抗干扰强和无线通信覆盖灵活的优点，在宽带无线接入网、下一代移动通信、多媒体通信等研究领域成为一项非常有吸引力的解决方案。

为了适应终端用户对带宽日益增长的要求，射频光纤传输系统所用的射频频率必然向着频谱的高端发展，如针对毫米波频段的应用研究引起了广泛的关注。如何实现毫米波在光纤链路中的传输问题是毫米波光纤传输技术(mmRoF，millimeter-waveRoF)一项重要的研究课题，其中一个研究重点就是如何产生毫米波以及在此基础上如何实现对毫米波的调制，到目前为止，国际上已经提出多种方案，主要有以下几种：

1)光波边带调制(modulation-side-band technique)：基带信号对毫米波调制，然后用该毫米波直接对光波调制，到基站后光波两边带差频得到毫米波，这种方法本身就需要毫米波振荡器，所以毫米波是靠电的方法产生的。

2)双模激光器(dual-mode laser)：激光器产生两种频率，频率之差正好为毫米波频率。

3)光调频(调相)结合光纤色散(FM-modulated laser in conjunction with fiberdispersion)：用低频微波信号对激光器调频或光波外调相，通过色散光纤，将相位变化转化为幅度变化(FM-IM效应)，幅度变化包含微波信号及其高次分里量，提取高次谐波为毫米波的信号。如果把色散光纤换成梳状滤波器，就是光学倍频法。

4)非线性激光器谐波上变频(harmonic upconversion in nonlinear lasers)：将低频微波信号加到非线性激光器，激发出高次谐波，到光探测器差频得到所需的毫米波，与3)有点类似，但原理上有区别。

5)多光源技术(multiple optical source technique)：两光源频率之差即为毫米频率，到光探测器差频即得毫米波。

各种技术各有千秋，有自己独特应用场合和优点，但大多成本较高，系统复杂，不利于大规模推广应用。

发明内容

本发明的目的在于解决现有毫米波生成技术系统复杂、成本高昂、维护困难的问题，提出一种实现在此技术上的信号调制传输。该技术结构简单，易于实现，性能稳定，成本低廉，适合于实用产品的开发推广。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种毫米波光纤传输系统的毫米波产生及调制系统，包括中心站(1)、基站(2)和光纤(3)，中心站(1)和基站(2)通过光纤(3)互连，其特征在于：在所述的中心站(1)中，激光器(1-1)和一个起偏器(1-2)通过尾纤相连，所述的起偏器(1-2)通过保偏光纤(1-9)与一个光分路器(1-3)输入端连接，所述的光分路器(1-3)一输出端与一个光调相器(1-4)输入端通过保偏光纤(1-9)相连，有周期信号源(1-5)接入光调相器(1-4)；光分路器(1-3)另一输出端通过保偏光纤(1-9)与一个保偏耦合器(1-6)一输入端连接，光调相器(1-4)输出端与保偏耦合器(1-6)另一输入端相连，所述的保偏耦合器(1-6)输出端与一个光强度调制器(1-7)通过保偏光纤(1-9)相连，有调制信号(1-8)从光强度调制器(1-7)的电输入端接入，所述的光强度调制器(1-7)输出端通过光纤(3)连接到所述的基站(2)中的光探测器(2-1)光输入端；在所述的基站中，所述的光探测器(2-1)电输出端与一个带通滤波器(2-2)输入端相连，带通滤波器(2-2)输出与一个毫米波放大器(2-3)输入端连接，毫米波放大器(2-3)输出端与毫米波发射天线(2-4)相连。