[发明专利]基于光脉冲整形的可调谐超宽带信号产生系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，特别涉及基于光脉冲整形的可调谐脉冲超宽带信号产生系统和方法。 

背景技术

超宽带技术始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术，利用频谱极宽的超短脉冲进行通信，又称为基带通信、无载波通信，主要用于军用雷达、定位和通信系统中。2002年2月美国，联邦通讯委员会(FCC)批准了超宽带技术用于民用，超宽带技术迅速成为国际无线通信领域研究开发的一个热点，并被视为下一代无线通信的关键技术之一。 

超宽带技术具有很多优势，其特点是： 

(1)共享频谱。超宽带与其它系统共享频谱，在7.5GHz的大带宽内，通过严格限制发射功率，避免了对其它系统的干扰。这样的频谱使用方式，在频谱资源日益稀缺的今天具有重要意义。 

(2)速率高、成本低、功耗低。超宽带极宽的频谱，使其系统传输速率可达1Gbps以上，在目前的无线通信技术中，超宽带技术可以满足构建无线多媒体家域网的要求；超宽带通信采用冲激脉冲形式，系统相对简单；低占空比使系统功耗很低。 

(3)信号衰减较小，穿透力强。采用基带窄脉冲形式的超宽带信号，具有较强的定向性，衰减很慢。 

(4)低侦听率。超宽带信号的功率谱密度非常低，信号难以被探测，再加上采用跳频、直接序列扩频等多址接入技术，使非授权者 很难截获传输信息，因而安全性非常好。 

(5)抗多径能力强。由于超宽带冲激脉冲持续时间极短，而占空比很大，这一传输方式具有良好的多径分辨性，使Rake接收容易实现。 

图1为现有的光学辅助的脉冲超宽带信号产生系统方法示意图。现结合图1，对现有的脉冲超宽带信号产生系统的结构进行说明，具体如下： 

现有的脉冲超宽带信号产生系统包括：光脉冲产生装置10，光脉冲调制装置11和光电检测装置12。 

光脉冲产生装置10主要用于产生一个连续的光波信号，再将光信号传输到光脉冲调制装置11。其中，光脉冲发生装置10包括一个激光二极管100，产生1550nm的光波信号。 

光脉冲调制装置11用于产生光超宽带信号，并传输到光电检测装置12将其转换成电信号。其中，光脉冲调制装置11包括：电高斯信号发生器110，电光相位调制器111和带通滤波器112。电高斯信号发生器110用于产生一个高斯脉冲信号。电光相位调制器111，用于将电高斯脉冲信号调制到连续光上。带通滤波器112，用于滤除光脉冲信号中某些频段的频率，从而得到所需特定频段的光波。 

光电检测装置12用于检测输出的光超宽带信号。其中，光电检测装置12包括：光探测器120。光探测器120，用于接收光脉冲调制装置11传输的光信号，并利用光电效应将其转换成电信号。 

上述现有的脉冲超宽带信号产生系统方法初步实现了脉冲超宽 带信号的产生，但它存在缺陷，其产生信号的波形较单一，频率较低。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于光脉冲整形的可调谐脉冲超宽带信号产生系统，该系统能够产生任意波形的超宽带信号，而且波形和频率是可控的。 

本发明的另一目的在于提供一种基于光脉冲整形的可调谐脉冲超宽带信号产生方法，该方法能够产生可调谐的超宽带信号，其波形和频率是任意可控的。 

为了达到上述目的，本发明的技术方法具体是这样实现的： 

一种基于光脉冲整形的可调谐脉冲超宽带信号产生系统，用于产生可调谐的脉冲超宽带信号，其特征在于，该系统包括：光脉冲产生装置、光脉冲整形装置和平衡探测装置： 

所述光脉冲产生装置利用光纤色散效应，对光脉冲信号宽度进行调节，用于产生适合整形处理的光脉冲信号；所述色散效应为脉冲信号在光纤中传输时，由于群速度失配，光源光谱成分中不同波长具有不同的速度，在正常色散区，光脉冲较高的频率分量(蓝光)比较低的频率分量(红光)传输得慢，引起光脉冲展宽现象，而在反常色散区，脉冲较低的频率分量(红光)比较高的频率分量(蓝光)传输得慢，引起光脉冲压缩现象；所述超短光脉冲信号为超短光脉冲激光器产生的光信号； 

所述光脉冲整形装置将输入的光脉冲信号进行功率与时间上的操作，利用光分路器对每路信号进行功率分配，光延迟器对每路信号 进行延时控制；所述光分路器存在不同的分光比，将输入光信号功率按照比例分配，使其输出光信号的功率达到所需要求；所述光延迟器可由一段光纤组成，对输入光脉冲信号进行延时控制，使输出光信号与输入光信号有一段所需的时延差；