[发明专利]全光技术微波接收系统与方法

说明书

全光技术微波接收系统与方法，涉及微波接收技术领域，本发明主要基于以下构思：将接收的微波信号通过电光强度调制器对激光强度进行调制，实现电/光转化，形成光信号1支路；构建开环增益大于1的光电混合环路，基于“自激振荡”原理产生光电混合振荡，耦合部分振荡的光信号，形成光信号2支路；将两个支路的光信号进行耦合，并通过光纤传输至中心站；两光信号经过放大后对其传输损耗进行补偿，通过光电探测器的包络检波来进行“光混频”，通过低通滤波后实现中频输出；最终，中频输出信号通过模/数转换后进行数字信号处理。

技术领域

本发明涉及微波接收技术领域，特别涉及一种全光技术微波接收系统与方法。

背景技术

微波光子技术涉及到微波与光子技术两个领域，是一门新兴的学科，通常是指采用先进的光子技术来突破电子瓶颈，用于产生、传输、处理以及接收微波信号。光纤具有大带宽、低损耗、抗电磁干扰以及重量轻等特点被广泛用于微波光子领域，用于产生、传输与处理微波信号。

现有的微波接收系统的结构如图1所示，其通常将高频微波信号与本振信号通过混频器进行混频实现微波信号的下变频，输出中频信号并通过模/数转换后再进行数字信号处理，最终将基带信号传送至中心站。首先，混频器为一典型带通器件，工作频段有限，其次，混频器也是一典型非线性器件，混频后频谱成分非常复杂，而且具有较大的噪声系数与较小的动态范围；此外，现有接收系统大部分信号处理功能均在基站实现，不仅加大了基站的负担，而且增加了建设成本与维护成本；更加重要的是，系统中大量高频有源微波器件的使用将导致较严重的电磁干扰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：1、提供一种基于光子技术的超宽带微波接收方法，其下变频过程在光域完成，可以克服混频器与本振对系统性能的负面影响，同时采取“光混频”的方式来进行微波信号的下变频，实现中频输出，不需要本振等高频有源器件，可以最大程度降低系统的电磁干扰。2、基于上述技术思路，本发明还提供一种实现上述方法的全光技术微波接收系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种全光技术微波接收方法，包括以下步骤：

步骤一、用接收的微波信号对上支路激光进行强度调制，经电/光转化后形成光信号1；

步骤二、用自激振荡产生的稳定微波信号对与上支路激光具有相同特征参数且相位同步的下支路激光进行强度调制，形成光信号2；

步骤三、将光信号1与光信号2进行耦合并传输；

步骤四、接收步骤三传输过来的光信号1和光信号2，通过包络检波进行光差频，再通过低通滤波后实现中频输出。

步骤五、对步骤四输出的中频信号进行模/数转换后再进行数字信号处理。

其中，所述步骤一中通过电光强度调制器来实现用接收的微波信号对上支路激光进行强度调制。

其中，所述步骤二中通过开环增益大于1的光电混合环路来实现基于自激振荡原理产生稳定微波信号并对输入该光电混合环路中的下支路激光进行强度调制。

其中，所述步骤四中先将接收到的光信号1和光信号2放大后对其传输损耗进行补偿，然后再通过包络检波进行光差频。

进一步，所述步骤四中通过光电探测器的包络检波来对光信号1与光信号2进行光差频。

作为本发明的另一方面，一种全光技术微波接收系统，包括基站、光纤2及中心站，所述基站与中心站之间通过光纤2进行通信；

所述基站包括光源、电光强度调制器1、耦合器2与开环增益大于1的光电振荡环路；

所述中心站包括光电探测器2、低通滤波器、模数转换器与数字信号处理器；

所述光源用于提供上支路激光和下支路激光，所述下支路激光与上支路激光具有相同的特征参数且相位同步；