[发明专利]基于受激布里渊散射效应的四倍频微波信号产生系统

说明书

技术领域

本发明属于微波光子学领域，更具体的说是一种基于光纤的受激布里渊散射效应的四倍频微波信号产生系统。

背景技术

微波光子学是上个世纪70年代提出一种融合微波技术和光子技术的交叉学科，其兼顾了微波技术的灵活性和光子技术的宽带以及低损耗特性。随着科技的进步，特别是信息技术的快速更新换代，微波技术与光子技术相互融合成为科技进步的必然趋势并且其取得了长足的进步。其中，高质量的微波信号产生技术是微波应用的关键和基础。高质量的微波信号主要体现为高频谱纯度、高射频稳定性和低相位噪声，其在很多领域有着广泛的应用，其中包括雷达系统、无线通信系统以及电子对抗系统。由于电子瓶颈的限制，基于电子系统直接产生高频微波或者毫米波是一大挑战。为了克服电子系统产生高频微波信号的难点，同时，由于对高频谱纯度和低相位噪声的微波信号的强烈需求，光生微波技术应用而生。

基于光生微波技术产生高频微波信号克服了传统微波系统在处理速度和传输带宽等方面的严重电子瓶颈，并且产生的微波信号的频谱纯度高、相位噪声低并具有灵活的可调谐能力，充分利用了光子技术的先天优势。同时，光生微波系统相比于传统的微波系统具有损耗低、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，由于本发明基于光子技术产生微波，因此可以与全光网络以及光载射频兼容。

综上，产生高频率、高频谱纯度、宽带可调谐以及低相位噪声的高频微波信号具有迫切的应用需求，也具有重要的战略意义。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于光纤的受激布里渊散射效应的四倍频微波信号产生系统，其基于光纤中的受激布里渊散射效应，使得奇阶边带抑制的光信号的载波被受激布里渊散射进行衰减，仅剩余±2阶光边带信号产生多倍频微波信号。

本发明提出的一种基于受激布里渊散射的四倍频微波信号产生系统包括：窄线宽激光器、光耦合器、第一偏振控制器、第一强度调制器、光隔离器、色散位移光纤、环形器、光电探测器、矢量网络分析仪、第二偏振控制器、第二强度调制器、微波信号源、光滤波器、光放大器和第三偏振控制器，其中：

所述窄线宽激光器用于提供连续光信号；

所述光耦合器用于将所述窄线宽激光器发出的光信号分为两束，一路光信号经第一偏振控制器后通过第一强度调制器进行强度调制，另一路光信号经第二偏振控制器后通过第二强度调制器进行强度调制；

所述第一偏振控制器的输入端口与所述光耦合器的一个输出端口连接，输出端口与所述第一强度控制器的输入端口连接，用于调节接收到的光信号的偏振态，使进入所述第一强度调制器的光信号的偏振方向对准所述第一强度调制器输入端口的起偏方向；

所述矢量网络分析仪的输出端口与所述第一强度调制器的射频端口连接，用于输出所述第一强度调制器需要的调制信号；

所述第一强度调制器的输入端口与所述第一偏振控制器的输出端口连接，用于根据所述矢量网络分析仪输出的调制信号对于接收到的光信号进行强度调制，强度调制之后的光信号经过所述光隔离器入射到色散位移光纤发生受激布里渊散射；

所述光隔离器与所述第一强度调制器连接，用于防止反向而来的受激布里渊散射的泵浦光进入所述第一强度调制器；

所述色散位移光纤用于发生受激布里渊散射；

所述环形器的第一端口与所述第三偏振控制器的输出端口连接，第二端口与所述色散位移光纤的输出端口连接，第三端口与所述光电探测器的输入端口连接；

所述光电探测器的输入端口与环形器的第三端口连接，用于将所述环形器输出的光信号转化为电信号，即为最终产生的四倍频微波信号；

所述第二偏振控制器的输入端口与所述光耦合器的另一个输出端口连接，输出端口与所述第二强度调制器的输入端口连接，用于调节接收到的光信号的偏振态，使进入所述第二强度调制器的光信号的偏振方向对准所述第二强度调制器输入端口的起偏方向；

所述微波信号源的输出端口与所述第二强度调制器的射频端口连接，用于输出所述第二强度调制器需要的调制信号；

所述第二强度调制器的输入端口与所述第二偏振控制器的输出端口连接，用于根据所述微波信号源输出的调制信号对于接收到的光信号进行强度调制，强度调制之后的光信号首先经过光滤波器进行滤波，然后再经过光放大器进行放大处理；

所述光滤波器的输入端口与所述第二强度调制器的输出端口连接，用于滤除所接收到的光信号中的光载波和其余的光边带，仅仅剩余用于受激布里渊散射的单一+1阶光边带；