[发明专利]一种产生倍频毫米波的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤无线ROF(Radio-over-Fiber)通信系统技术领域，更具体地说，涉及一种产生倍频毫米波的方法和装置。

背景技术

随着用户对多媒体等数据业务的需求日益增长，光纤无线通信必将朝着大容量、高速率方向发展，而毫米波ROF(Millimeter-wave Radio-over-Fiber)技术以其容量高、成本低以及适合组成微蜂窝或微微蜂窝系统(Pico-cell)等特点越来越受到关注，并成为下一代高速移动通信的候选方案之一。

ROF系统由中心站(Central Station，CS)、光纤链路和基站(BaseStation，BS)三部分构成。在中心站产生光毫米波，并将基带数据信号加载到光毫米波上，通过光纤发送至基站。在基站完成光电转换并通过天线发送出去，同时将基站接收到的无线信号通过电光转换变为光信号发送回中心站。在ROF系统中，各基站共享中心站的信号处理单元，这样减少了昂贵的信号处理单元的数量，从而简化了系统的复杂性。

由于光毫米波的生成技术直接关系到ROF系统的性价比，所以被广泛研究。目前已提出的光毫米波生成技术可概括为三种：直接调制、外部强度调制和光外差技术。对于直接调制，由于半导体激光器和发光二极管具有驰豫震荡和频率啁啾特性，所以该技术只适用于低频系统；对于外部强度调制技术，由于采用了价格昂贵的高速调制器，所以成本较高；由于光外差技术能以较低的成本生成高品质的高频毫米波，因而自然成为了当前研究的热点。

光外差法是利用低频的射频源生成一对间距为所需毫米波频率的光相干纵模信号，然后将该信号接入光电二极管拍频即可实现毫米波的产生。

现有技术中有基于四波混频效应利用光外差法产生倍频毫米波的装置。然而由于四波混频(FWM)效应是一种非线性效应，当其应用在高非线性光纤或半导体光放大器(SOA)中来实现频率的加倍时，所得的毫米波的信噪比较低，相位噪声较高，即毫米波的品质较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种产生倍频毫米波的方法和装置，以便能够生成高品质的倍频毫米波。

本发明提供的一种产生倍频毫米波的方法，该方法包括：

步骤A：通过强度调制器将射频信号调制到光波上，输出光载波和两个n阶光边带；

步骤B：通过强度调制器将基带信号加载到光载波上，从激光器锁定所述两个n阶光边带；

步骤C：将所述加载基带信号后的光载波和所述被锁定的两个n阶光边带进行四波混频，产生4n倍的射频信号频率的光载毫米波信号；

步骤D：将所述光载毫米波信号进行拍频，生成电毫米波信号。

优选地，所述步骤A具体包括：分布反馈式激光器(DFB)产生一个光波，毫米波信号源产生一个射频信号，所述光波和所述射频信号被送入强度调制器；调整所述强度调制器的基准电压和调制指数，使调制后的输出保留光载波和两个n阶光边带；将所述光载波和所述两个n阶光边带进行分离。

优选地，所述步骤B具体包括：所述分离出来的光载波和基带信号一起经强度调制器调制，由所述强度调制器输出加载基带信号的光载波；所述从激光器锁定两个n阶光边带，滤除其他阶的光边带；所述两个n阶光边带和加载基带信号的光载波一起进入光环形器，由所述从激光器产生的信号加强所述两个n阶光边带。

优选地，所述步骤C具体包括：将所述加载基带信号的光载波和所述锁定的两个n阶光边带进行耦合；将所述耦合后的光载波和两个n阶光边带送入四波混频介质进行四波混频；将所述四波混频后的信号经可调谐光滤波器滤出两个n阶光边带，经光纤布拉格光栅滤出光载波，得到4n倍的射频信号频率的光载毫米波信号。

优选地，所述步骤D具体包括：所述光载毫米波信号经掺饵光纤放大器放大后由标准单模光纤传输至基站；所述放大后的光载毫米波信号经可调谐光滤波器滤除所述掺饵光纤放大器的自发辐射噪声；所述滤除噪声后的光载毫米波信号经光电二极管拍频，生成电毫米波信号。

优选地，所述两个n阶光边带为两个二阶光边带或两个四阶光边带。

优选地，所述从激光器为法布尔-帕罗激光器(FP-LD)、分布反馈式激光器(DFB)或可调谐激光器(TLD)。

优选地，所述四波混频介质为半导体光放大器(SOA)或高非线性光纤(HNLF)。