[发明专利]一种九倍频QPSK光载毫米波信号的产生方法和系统

权利要求书

1.一种九倍频QPSK光载毫米波信号的产生方法，其特征包括：

由激光器发出的频率为f_o光波注入到一个光相位调制器PM，在射频频率为f_RF的QPSK信号驱动下使调制系数m＝5.975，产生频率为f_o+nf_RF的多个边带光信号，其中+5阶和-4阶边带具有相等且较大的幅度，4n阶边带完全不携带相位信息，而(4n+1)阶边带携带正确完整的相位信息，这里n为整数；将光相位调制器PM的输出经波长选择开关WSS，滤出+5阶和-4阶边带作为最终传输的光载毫米波信号；经过光纤传输的QPSK信号调制光载毫米波，由光电探测器PD进行光电转换，生成QPSK信号调制的电毫米波，其频率为射频驱动信号频率f_RF的九倍、且承载的QPSK信号保持完好。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述的射频QPSK信号：

由于频率为f_RF的射频QPSK信号幅度保持恒定，只有四种相位取值θ＝θ₀+(2k+1)π/4,k＝1,2,3,4，这里θ₀为常数，是QPSK信号的初始相位；射频QPSK信号经过光相位调制器PM调制激光器发出的光波，产生的光波边带幅度由光电场幅度、射频信号的幅度和边带阶数决定，不随射频QPSK信号改变，相位由射频QPSK信号相位和边带阶数决定；利用QPSK信号的相位周期性特点，+5阶边带的相位为5θ＝5θ₀+5π(2k+1)/4＝5θ₀+π+(2k+1)π/4，携带完整正确的QPSK信号相位信息；-4阶边带的相位为恒定值-4θ＝-4θ₀+(2k+1)π＝-4θ₀+π，QPSK信号完全消失；因此由射频QPSK信号相位调制产生的+5阶和-4阶边带作为最终传输的光载毫米波信号，能够在光电转换的倍频过程中实现QPSK信号的完整保真转递。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述光相位调制器PM：

光相位调制器PM在频率为f_RF的射频QPSK信号的驱动下对输入的光波进行相位调制，产生多个边带；调节相位调制器PM驱动射频信号的幅度使PM的调制系数m＝5.975，产生的+5阶和-4阶边带幅度相等，而其它阶数的边带幅度较小；此时，+5阶和-4阶边带外差拍频输出的射频信号最大。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述的波长选择开关WSS：

波长选择开关WSS用于滤出+5阶和-4阶边带、而抑制其它边带，其中两个通带位于光调制器所产生的+5阶和-4阶边带的中心频率f_o+5f_RF和f_o-4f_RF处，通带的带宽大于QPSK信号的带宽以减小滤波过程对信号的损伤、且小于射频信号频率f_RF以避免相邻边带干扰。

5.一种九倍频QPSK光载毫米波信号的产生系统，其特征在于：

所述系统包括：一个连续激光器、一个光相位调制器PM、一个射频源RF、一个QPSK信号调制器、一个波长选择开关WSS、一个单模光纤传输链路和一个光电探测器PD；

所述连续激光器：产生所需要的频率为f_o的连续光波；

所述射频源RF：用于产生射频本振信号，频率为f_RF，用于承载QPSK信号；

所述QPSK调制器：用于将基带的QPSK信号调制到频率为f_RF射频本振信号上，产生射频QPSK信号；

所述光相位调制器PM：在频率为f_RF的QPSK射频信号驱动下，对输入的连续激光进行相位调制以产生包含+5阶和-4阶边带的多个光边带，调节相位调制器PM驱动射频信号的幅度使其调制系数m＝5.975，产生的+5阶和-4阶边带幅度，而其它阶数的边带幅度较小；

所述波长选择开关WSS：滤除光相位调制器PM输出的不需要边带，输出+5阶和-4阶边带，生成频率间隔为9f_RF的QPSK光载毫米波信号；

所述单模光纤传输链路：用于系统中QPSK光载毫米波信号的传输，由单模光纤构成；

所述系统中的光电探测器PD：用于QPSK光载毫米波信号的光电转换，QPSK光载毫米波信号中频率间隔为9f_RF的两个光边带在PD外差拍频转化为频率为9f_RF的毫米波电信号。