[发明专利]一种基于双调制器并联结构的ROF系统

说明书

技术领域

本发明涉及光纤无线通信、微波光子技术和频率上转换技术，适用于光纤-无线通信系统技术、微波光子、光纤通信以及雷达等领域。

背景技术

ROF(Radio Over Fiber)是一种光纤通信与无线通信相结合的技术，其大容量、低成本、低功耗的特点使其成为超宽带无线接入最有前景的技术之一。在ROF系统中，用光纤通信代替传统无线通信中从中心站(CS，Central Station)到基站(BS，Base Station)的一段微波传输，中心站通过光纤与多个功能简单的基站相连。调制解调、编解码、路由等复杂功能在中心站完成，基站的主要功能是实现光信号和微波信号的转换。在中心站，基带电信号经过电调制器调制到毫米波发生器产生的毫米波上，再送入光调制器，将该复合电信号调制到从毫米波发生器处得到的可再用光载波上，以适用于光纤信道传输。

在ROF下行链路中，毫米波生成技术是关键的技术，目前主流的光生毫米波技术有：直接调制法、外部调制法、光外差方法等。在目前已有的毫米波发生技术中，光外差法以其优异的性能成为最成熟的方法。将外部调制法与光外差法结合起来，利用双极马赫-曾德尔调制器(De-MZM)对输入的激光信号进行调制，可以利用其产生的高次谐波进行外差产生高倍的毫米波信号。在目前的ROF系统中，往往只考虑下行链路的毫米波生成，忽略上行链路信号降频解调，不利于工程的实际应用。一种采用SOA产生ROF系统毫米波的方法及装置(专利号：200910004491)中利用了SOA的四波混频效应通过光外差法生成了ROF系统所需的下行毫米波信号，但是上行链路信号的降频解调并未实现。

为了工程的实际应用，考虑ROF系统的上行链路信号的降频解调是必不可少的。在ROF上行链路中，为了降低接收信号的频率，解调出基带信号，往往需要高频的本地振荡器来提供降频的频率信号，使用高频振荡器不仅会增加系统成本，而且会增加系统结构复杂性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服目前ROF系统存在的下行链路高倍频毫米波生成与上行链路进行高频信号降频的技术难点，提供一种基于双调制器并联结构的ROF系统。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案：

一种基于双调制器并联结构的ROF系统，该ROF系统包括：第一、第二激光器，3dB耦合器，正弦信号发生器，第一、第二双极马赫-曾德尔调制器，第一至第五光电探测器，掺饵光纤放大器，第一、第二光纤布拉格光栅，第一、第二环形器，第一、第二单模光纤，发射天线，接收天线，第一、第二混频器，光电强度调制器，解调器，第一、第二相移器，第一、第二低通滤波器。

上述各部分之间的连接：

第一激光器的输出端连接3dB耦合器的输入端，3dB耦合器的第一输出端连接第一双极马赫-曾德尔调制器的输入端，3dB耦合器的第二输出端连接第二双极马赫-曾德尔调制器的输入端。

正弦信号发生器的输出端分别连接第一双极马赫-曾德尔调制器的上臂和第一相移器的输入端；第一相移器的输出端连接第一双极马赫-曾德尔调制器的下臂；第一双极马赫-曾德尔调制器的输出端连接第一光电探测器的输入端；第一光电探测器的输出端分别连接第二双极马赫-曾德尔调制器的上臂和第二相移器的输入端；第二相移器的输出端连接第二双极马赫-曾德尔调制器的下臂。

第二双极马赫-曾德尔调制器的输出端连接掺饵光纤放大器的输入端，掺饵光纤放大器的输出端连接第一环形器的第一端口，第一环形器的第二端口连接第一光纤布拉格光栅的反射端，第一环形器的第三端口连接第二光电探测器的输入端；第二光电探测器的输出端连接第一混频器的第一输入端。

第一光纤布拉格光栅的透射端连接第一单模光纤的一端，第一单模光纤的另一端连接第二环形器的第一端口，第二环形器的第二端口连接第二光纤布拉格光栅的反射端，第二环形器的第三端口连接第三光电探测器的输入端；第三光电探测器的输出端连接第二混频器的第一输入端。

第二光纤布拉格光栅的透射端连接第四光电探测器的输入端，第四光电探测器的输出端连接发射天线，接收天线连接第二混频器的第二输入端；第二混频器的输出端连接第一低通滤波器的输入端，第一低通滤波器的输出端连接光电强度调制器的电输入端；第二激光器的输出端连接光电强度调制器的光输入端；光电强度调制器的输出端连接第二单模光纤的一端，第二单模光纤的另一端连接第五光电探测器的输入端；第五光电探测器的输出端连接第一混频器的第二输入端；第一混频器的输出端连接解调器的输入端，解调器的输出端连接第二低通滤波器的输入端。