[发明专利]基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生装置及产生方法

说明书

技术领域

本发明属于微波光子学技术领域，涉及基于脉冲整形技术，尤其是涉及一种基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生装置及产生方法。

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，高质量的啁啾微波信号产生技术在雷达系统中具有重要的应用。传统的方法是利用电子技术产生啁啾微波信号，由于电子瓶颈的限制，基于电子系统直接产生高频率、宽带可调谐以及啁啾率可调谐的啁啾微波信号是一大挑战。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种脉冲激光时域整形装置[申请号：201310421883.9]，包括依次的连续单纵模固体激光源、第一级隔离器、第一快速电光调制器、第二快速电光调制器、第二级隔离器、再生放大器和可调电光调制器，精密多路延时器的输出端与所述的第一快速电光调制器、第二快速电光调制器、再生放大器和可调电光调制器的控制端相连，所述的第一快速电光调制器、第二快速电光调制器、再生放大器和可调电光调制器在所述的精密多路延时器输出的提供TTL电平触发信号的触发下，按精确工作时序工作。

上述方案在一定程度上解决了现有技术啁啾微波信号宽带可调谐的问题，但是该方案依然存在着电子系统产生高频微波信号的难的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单、能够产生高频啁啾微波信号的基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生装置。

本发明的另一个目的是针对上述问题，提供一种产生过程简单，易于实现的基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生装置，包括用于提供脉冲光信号的脉冲激光器，其特征在于，所述的脉冲激光器的输出端口与第一色散元件的输入端口相连，所述的第一色散元件的输出端与双驱动马赫曾德调制器的输入端口相连，且所述的双驱动马赫曾德调制器的输出端口与第二色散元件的输入端口相连，所述的双驱动马赫曾德调制器具有射频端口，所述的第二色散元件的输出端口与光电探测器的输入端口相连，所述的光电探测器的输出端口连接有波形发生器的输入端口，且所述的波形发生器的输出端口与双驱动马赫曾德调制器的射频端口相连，且所述的光电探测器的输出端口还连接有用于采样产生的啁啾微波信号的高速采样电路的电输入端口，且所述的高速采样电路的电输出端口与能显示产生啁啾微波信号的显示电路的电源输入端口相连。

在上述的基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生装置中，所述的双驱动马赫曾德调制器的输入端口与输出端口分别连接有偏振控制器。

在上述的基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生装置中，所述的脉冲激光器为半导体激光器或光纤激光器。

在上述的基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生装置中，所述的第一色散元件和第二色散元件为单模光纤、色散补偿光纤、光纤光栅与可调色散补偿器的任意一种或多种的组合。

在上述的基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生装置中，所述的双驱动马赫曾德调制器为铌酸锂调制器、半导体聚合物调制器与有机聚合物电光调制器中的任意一种或多种的组合。

在上述的基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生装置中，所述的光电探测器为光电二极管或光电倍增管，且所述的光电探测器由磷化铟材料制成或由硅基材料制成。

在上述的基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生装置中，所述的波形发生器为矢量网络分析仪或微波信号源；所述的脉冲激光器的直流偏置端口和光电探测器的直流偏置端口均连接有能给脉冲激光器提供偏置电压以及能给光电探测器提供驱动电压的第一电源供给电路；所述的双驱动马赫曾德调制器的直流偏置端口连接有用于改变两路相位调制器的静态相移且改变强度调制器的偏置点的第二电源供给电路。

上述的基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生装置的啁啾微波信号产生方法如下所述：基于非平衡时域脉冲的啁啾微波信号产生方法，其特征在于，本方法包括下述步骤：

A、脉冲光信号首次整形：通过脉冲激光器产生脉冲光信号，然后通过第一色散元件对脉冲光信号进行展宽脉宽，二阶色散进行第一次实时傅里叶变换然后输入到双驱动马赫曾德调制器的输入端口并通过双驱动马赫曾德调制器对第一色散元件输出的脉冲光信号进行谱整形；