[发明专利]光学产生多种倍频毫米波信号的装置

说明书

技术领域

本发明涉及将光纤通信和无线通信结合起来的无线接入技术，尤其涉及一种光学产生多种倍频毫米波信号的装置。

背景技术

随着人们对信息需求的不断增加，目前无线频谱资源已非常紧张。为了解决这一问题，无线通信系统必须利用更高频率的载波进行通信。在毫米波通信网中，Radio over Fiber(ROF)技术是一种将光和毫米波相结合的通信技术，既能避免干扰又能满足无线宽带化带宽要求，同时具有功耗低、易安装的优点。在无线通信、军事通信等领域有着重要的应用前景，近年来已成为国际研究热点之一。它适用于不同的调制方式以及不同的载波频率，为移动用户提供灵活的接入服务。由于在ROF无线接入技术中，将信号处理的主要功能集中于中心站，因此可实现增强的微小区覆盖，并且具有损耗低、功率低和安装更加简易等特点，非常适宜机场、购物中心、大型办公室等场合的室内无线覆盖和地下、隧道、狭窄的街道以及高速公路等室外应用。总之，ROF技术是解决人们对宽带业务需求极具竞争力的解决方案。

传统的电产生高频毫米波方法，受电子器件速率瓶颈和工艺的限制，配置成本高，系统复杂，得到高频毫米波调谐范围窄，幅频特性较差，相位噪声较高，不能很好满足实际需求。而基于光学方法产生毫米波能够在光域产生所需毫米波信号，并利用光纤实现长距离传输，在接受端将其转换到电域中。该技术产生的毫米波信号具有很高的频谱纯度和相位相干性，方法简单，成本低，具有广泛的应用前景。如果将波分复用技术应用到ROF接入网络，可以进一步充分利用光纤巨大的带宽资源，实现大容量的无线信号传输。

据文献报道光生毫米波信号产生方法有：直接调制法、光外调制技术、光学外差法、光学倍频法以及基于四波混频等非线性效应的光学方法。基于外部光调制技术产生毫米波信号方案具有较高的可靠性，可降低代价，因而成为ROF系统中产生光毫米波的首选技术。

光外调制方法产生毫米波信号所需的外调制器和本振射频信号源频率随着所产生毫米波信号频率增加而增加，由于高频外调制器和本振信号源比较昂贵，基于线性调制器产生毫米波系统所需的外调制器和本振信号源频率不低于所产生的毫米波信号频率。非线性外调制技术能够降低这两方面的指标要求，文献中报道的光载波抑制外调制技术(OCS)可以将这两项指标减半，有的文献报道的方法可以将这两项指标降低为原来的1/4。很需要一种能更大的降低指标的方法来降低光生毫米波信号产生设备的成本。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种光学产生多种倍频毫米波信号的装置，采用三个马赫-曾德尔调制器并联的方式，能够实现本振频率不同倍数的毫米波信号的生成，并且频率增大倍数相当高。

本发明的技术解决方案是：光学产生多种倍频毫米波信号的装置，包括激光器、光功率分配器、马赫-曾德尔调制器(MZM)，所述光功率分配器设置在激光器的出射光路上，所述光功率分配器与马赫-曾德尔调制器(MZM)的输入端连接，其特殊之处在于：所述马赫-曾德尔调制器(MZM)是三个，所述三个马赫-曾德尔调制器(MZM)是并联的，所述光功率分配器分别与马赫-曾德尔调制器(MZM)的输入端连接。

上述光功率分配器与三个马赫-曾德尔调制器(MZM)之间设置有偏振控制器，所述偏振控制器是三个，分别与三个马赫-曾德尔调制器(MZM)的输入端串联。

上述马赫-曾德尔调制器(MZM)其中两个连接有对射频源的射频信号产生相移差的移相器。

上述马赫-曾德尔调制器(MZM)的输出端分别与光耦合器连接，所述光耦合器连接于用于提高光生毫米波信号的发射功率的光纤放大器。

上述光纤放大器的输出端连接有光电探测器。

上述马赫-曾德尔调制器的调制波长为1552.5nm的窄线宽激光。

本发明的光学产生多种倍频毫米波信号的装置采用三个马赫-曾德尔调制器并联的方式，能够实现本振频率不同倍数的毫米波信号的生成，并且频率增大倍数相当高，最大能够达到18倍。这样根据不同的需求可以生成不同频率的毫米波，并且对本振频率大小要求非常低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2、图3是本发明的具体实施例一的示意图；

图4、图5是本发明的具体实施例二的示意图；

图6、图7是本发明的具体实施例三的示意图；

具体实施方式