[发明专利]一种微波光子链路无杂散动态范围提高方法

说明书

提出了一种提高微波光子链路无杂散动态范围的新方法。本方法在链路的光电探测器前增加一个光自动增益控制功能，通过对进入探测器的光功率进行跟踪调谐，使得三阶交调的功率总小于噪底，同时保证基频项功率在噪底之上，从而达到提高无杂散动态范围的目的。该自动增益链路由光分束器、环形器、布拉格光纤光栅、光电探测器、电压转换模块以及一个光强度调制器构成。分束器将接收到的光分为两束，其中一束作为监测光，经过光栅滤出载波后进行光电转换，形成控制电压信号。该控制电压注入探测器前强度调制器的直流偏置输入端口，利用光波干涉原理，实现对另一束光的强度控制，达到了光学自动增益控制的功能，从而提升了整条链路的无杂散动态范围。

技术领域

本发明涉及一种提高微波光子链路无杂散动态范围的方法，更具体的说，涉及电光强度调制与光自动增益控制的结合使用。

背景技术

微波光子学是一种交叉于微波领域与光子学领域的跨平台学科，于1991年被正式提出，其实质是利用光子学的技术去产生、消除、处理、分析微波信号。由于光信号低传输损耗等自身固有优势，微波光子学已经在众多的领域中得以研究和应用，比如宽带无线接入网络、卫星通信、光信号处理、电子战系统和光学相干断层成像技术等。这些应用领域中，人们在追求系统的高速率、高带宽和大动态范围的同时，还对传输设备的尺寸、重量、低功率表现、可调谐范围、抗电磁干扰能力有着很高的要求。

光载无线电(ROF)是微波光子学中一个主要的研究领域，相比传统的传输链路，它具有带宽大、体积小、重量轻、损耗小、抗电磁干扰能力强、低色散等多方面特点。对于最典型的ROF链路，发射端包括光源和电光调制设备，微波信号在此被调制到光载波上；在接收端，这个光载微波信号将会通过光探测器被解调出来。此外，ROF技术也被应用在很多领域，如相控阵天线、宽带无线接入网络等。

在描述ROF链路的性能时，无杂散动态范围是一个重要的评价指标，它可以衡量链路无解调杂散的情况下，接收微波功率的范围。在广泛应用的外调制ROF链路中，由于马赫曾德尔调制器(MZM)内在的非线性传递函数，调制在光载波上的信号会产生杂散频率成分，如谐波和交调失真(IMDs)。在单倍频程的系统中，由于三阶交调(IMD3)的频率与输入信号频率的间隔较小，不能通过滤波器将IMD3直接滤除，所以其成为了限制系统动态范围的主要因素。

为了解决这个问题，人们提出了很多抑制IMD3的方法，其中包括使用双平行MZM结合对其直流偏置的控制来实现IMD3抑制的方案和使用单MZM通过改变其边带相位关系来实现线性化的方案。第一种方案需要严格控制双平行MZM的三个直流偏置电压，很容易受到调制器直流漂移的影响，而第二种方案需要用到复杂的仪器去控制光学边带相位，大大增加了系统的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波光子链路无杂散动态范围提高方法。该方法可用于多种光载无线(ROF)系统中。

根据本发明，提供了一种光自动增益控制的方法。所谓光自动增益控制，指的是将光载波作为监测对象，利用光载波与交调或谐波信号之间的功率关系，控制光衰减器，对探测器前光强度实时调谐，从而锁定交调或谐波信号的功率在一定范围。

本发明在实现过程中，具体包括：

在发射端，用一个马赫增德尔强度调制器将微波信号调制在光上。在接收端，光经过分光器分为两路，一路进入环形器和布拉格光栅，滤出光载波，对其进行光电转换，利用光载波与光学三阶交调项之间的功率关系，产生控制电压；另一路光进入光强度调制器，控制电压加载在这个光强度调制器的直流偏置输入端口中，由于光波干涉原理，光电探测器接收到的光强度会随着控制电压而自动调谐，从而使三阶交调信号淹没在噪声之中，达到了提高系统无杂散动态范围的目的。

附图说明

通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本发明的上述或其他目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出系统结构框图。