[发明专利]一种基于往返相位校正的微波信号光纤稳相传输装置

说明书

技术领域

本发明属于微波光子学技术领域，更具体的说是一种基于往返相位校正技术的微波信号光纤稳相传输装置，以利用光子技术稳相传输微波信号形。

背景技术

近几年，基于光子技术利用单模光纤稳相传输微波信号吸引了研究人员广泛的关注，其中包括现代多基站雷达，长基线干涉法深空探测系统、各种干涉测量体制、射电天文的长基线天线布阵等射频通信系统、以及电子对抗系统等领域，微波技术与光子技术相互融合成为科技进步的必然趋势。基于光子技术稳相传输微波信号一方面克服了电子技术稳相传输微波信号存在的电子瓶颈以及电缆传输线损耗大、体积大、成本高、很难实现远距离传输的问题，另一方面充分利用了光子技术的先天优势如损耗低、重量轻、带宽大、速度快、抗电磁干扰和频率响应平坦等诸多优点，此外光子技术稳相传输微波信号可以与全光网络以及光载射频系统天然兼容，实现微波信号光纤稳相分布传输，有效的克服了高频微波信号的电缆传输损耗大的问题。

归纳起来，利用光子技术稳相传输微波信号可以分为两大类，一是主动相位校正系统，二是被动相位校正系统。然而，利用主动相位校正的相位控制范围小并且稳相的速度较慢。为了克服主动相位控制的缺点，本发明提出了一种新型的被动消除射频信号相位误差的技术方案。

基于光子技术稳相传输微波信号的频率高达几百G甚至可以达到太赫兹频段，并且可以实现微波信号的分布式稳相传输，大大降低了电子技术实现微波信号稳相传输的成本、体积和重量，可以说，光子技术微波信号稳相传输实现了微波技术不可能实现的任务。因此，基于光子技术实现微波信号稳相传输具有重要的战略意义以及迫切的应用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于往返相位校正技术的微波信号光纤稳相传输装置，以克服传统电子学方法在带宽、重量、体积、电磁干扰等方面的劣势，突破电子技术实现高频微波信号稳相传输的瓶颈。

为达到上述目的，本发明提供的微波信号光纤稳相传输装置包括中心站和基站，所述中心站和基站通过光纤传输信号，其中：

所述中心站包括：第一直调激光器、第一波分复用器、第一微波源、第一电功分器、微波倍频器、第一电滤波器、第一电混频器、第二光电探测器、第三电滤波器、第四电滤波器，其中：

所述第一直调激光器用于产生连续光信号，并对其进行直接调制后提供给所述第一波分复用器；

所述第一波分复用器用于将调制光信号传输至光纤；

所述第一微波源用于产生需要稳相传输的微波信号，并对其进行相位校正后提供给第一电功分器；

所述第一电功分器用于将所述微波信号分为两路，一路输入到微波倍频器，另一路输入到采样示波器进行显示；

所述微波倍频器用于将接收到的微波信号进行倍频处理；

所述第一电滤波器，用于滤除所述微波倍频器输出的基频信号以及其产生的杂散信号；

所述第一电混频器的本征端口连接所述第一电滤波器，射频端口连接所述第三电滤波器，用于对接收到的信号进行混频；

所述第二光电探测器的光输入端口与第一波分复用器的输出端口连接，用于将基站产生的调制光信号进行光电转换，转换为电信号；

所述第三电滤波器用于将光电转换之后的电信号进行滤波，将产生的交调信号以及谐波信号滤除，并将滤波后的电信号输出至所述第一电混频器的射频端口；

所述第四电滤波器用于对于混频之后的电信号进行滤波，以将其中的杂散信号以及本征信号滤除，并将滤波后的信号输出至所述第一直调激光器作为微波调制信号；

所述基站包括：第二波分复用器、第一光电探测器、第二电滤波器、第二微波源、第二电功分器、第二直调激光器、第二电混频器、第五电滤波器、微波除频器、第六电滤波器和采样示波器，其中：

所述第二波分复用器用于将中心站发出的调制光信号传输到基站以及将基站反射的调制光信号回传到中心站，所述第二波分复用器的两个通道分别连接第一光电探测器的光输入端口和第二直调激光器的输出端口；

所述第一光电探测器用于将中心站发出的调制光信号进行光电转换，并提供给第二电滤波器；

所述第二电滤波器用于对于接收到的信号进行滤波，并将滤波后的信号输出至第二电混频器；

所述第二微波源用于输出与中心站同一频率的微波信号，并对其进行相位校正后提供给第二电功分器；

所述第二电功分器用于将所述第二微波源输出的微波信号分为两束，其中一束入射到第二直调激光器的射频输入端口，另一束入射到第二电混频器的本征端口；