[发明专利]一种自适应抗多路干扰光子射频接收前端及方法

权利要求书

1.一种自适应抗多路干扰光子射频接收前端，其特征在于，包括单波长激光源、多波长激光源阵列、第一电光调制器(1)、第二电光调制器(2)、单带通光学滤波器、波分解复用器、可控光衰减阵列、可控光延时阵列、波分复用器、周期性光学滤波器、光耦合器、光电探测器和反馈控制单元；

所述单波长激光源输出的光载波频率为f_C0；多波长激光源阵列输出的光载波频率分别为f_C1、f_C2、f_C3、……、f_CN，各频率均不相同；f_C0位于单带通光学滤波器的带宽之内，f_C0、f_C1、f_C2、f_C3、……、f_CN分别位于周期性光学滤波器的各个通带带宽范围之内；

所述第一电光调制器(1)和第二电光调制器(2)是电光相位调制器；

所述第一电光调制器(1)输出光载射频信号的左、右边带的相位反相，右边带被单带通光学滤波器滤除；

所述第二电光调制器(2)输出各路光载射频信号的左、右边带的相位反相，各左边带被周期性光学滤波器滤除；

多波长激光源阵列经第二电光调制器(2)后输出多路光载射频信号，经波分解复用器分成N路，再依次进入可控光衰减阵列和可控光延时阵列；

所述可控光衰减阵列包括N个可控光衰减单元，该可控光衰减单元为1×1多模干涉结构；

所述可控光延时阵列包括N个可控光延时单元，该可控光延时单元包括在0～Δτ₀范围内延时连续可控子单元和(2^M-1)Δτ范围内延时离散调控子单元，且有Δτ₀≥Δτ；延时连续可控子单元由2^P个延时波导微环串联构成，P＝1,2,3，……；延时离散调控子单元由2个1×2光开关、M个2×2光开关依次串联构成，相邻连接光开关的上下两路延时差为2^M-1Δτ，M＝1,2,3，……；

可控光衰减阵列中的可控光衰减单元和可控光延时阵列中的可控光延时单元分别对光载射频信号的幅度和延时进行调控，经幅度和延时调控后的光载射频信号经波分复用器合为一路进入周期性光学滤波器；

所述周期性光学滤波器由W个波导微环和两个直波导依次并联耦合构成，W＝1,2,3，……；周期性光学滤波器输出的N路右边带+光载波信号和单带通光学滤波器输出的左边带+光载波信号经光耦合器合为一路，进入光电探测器进行光电转换，将转化后的信号输入反馈控制单元；

所述反馈控制单元输出幅度改变量和延时改变量的控制信号分别至可控光衰减阵列和可控光延时阵列，构成自适应反馈控制回路；

反馈控制单元对光电探测器输出信号S_out(t)的幅度和相位进行跟踪和比较运算，反馈至可控光衰减阵列和可控光延时阵列，对可控光衰减阵列的幅度改变量和可控光延时阵列的延时改变量进行自适应动态调控，使干扰信号n_i(t)和参考信号-α_in_c(t’+τ_i)的幅值相同且时间对齐，进而使得干扰信号和参考信号在光电转换后相抵消，获得有用信号s(t)输出；其中，n_c(t’)为由发射终端经电分路器引出的参考信号；α_i和τ_i分别为可控光延时单元i的幅度改变量和可控光延时单元i的延时改变量，i＝1,2,3,……,N。

2.一种利用权利要求1所述自适应抗多路干扰光子射频接收前端消除多路射频干扰的方法，其特征在于步骤如下：

由接收天线接收到的信号r(t)＝s(t)+n₁(t)+n₂(t)+n₃(t)+……+n_N(t)，其中，s(t)为有用信号，n₁(t)、n₂(t)、n₃(t)……n_N(t)为干扰信号，经第一电光调制器(1)调制到单波长激光源输出的光载波f_C0上；该路光载射频信号进入单带通光学滤波器，右边带被单带通光学滤波器滤除，完成单边带光学滤波并获得左边带+光载波信号；

由发射终端经电分路器引出的参考信号n_c(t’)经第二电光调制器(2)调制到多波长激光源阵列输出的N路光载波f_C1、f_C2、f_C3、……、f_CN上输出N路光载射频信号，该N路光载射频信号经波分解复用器分成N路，依次进入可控光衰减阵列和可控光延时阵列，可控光衰减阵列中的可控光衰减单元和可控光延时阵列中的可控光延时单元分别对光载射频信号的幅度和延时进行调控，经幅度和延时调控后的光载射频信号经波分复用器合为一路进入周期性光学滤波器，N路光载射频信号的左边带被周期性光学滤波器滤除，完成单边带光学滤波并获得N路右边带+光载波信号；

周期性光学滤波器输出的N路右边带+光载波信号和单带通光学滤波器输出的左边带+光载波信号经光耦合器合为一路，进入光电探测器进行光电转换，得到有用信号s(t)、干扰信号n₁(t)、n₂(t)、n₃(t)、……、n_N(t)和参考信号-α₁n_c(t’+τ₁)、-α₂n_c(t’+τ₂)、-α₃n_c(t’+τ₃)……-α_Nn_c(t’+τ_N)，其中参考信号每一分量的负号，是因为右边带+光载波光电转换之后信号的相位相对于左边带+光载波光电转换之后信号的相位相差π，α_i和τ_i分别为可控光延时单元i的幅度改变量和可控光延时单元i的延时改变量，其中i＝1,2,3,……,N；经光电探测器输出的信号为

S_out(t)＝s(t)+n₁(t)+n₂(t)+n₃(t)+……+n_N(t)-α₁n_c(t’+τ₁)-α₂n_c(t’+τ₂)-α₃n_c(t’+τ₃)-……-α_Nn_c(t’+τ_N)。