[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

说明书

本发明公开了一种自适应抗多路干扰光子射频接收前端及方法，属于微波光子技术领域。该光子射频接收前端及方法采用多波长激光源和波分复用结构获得多路光载微波参考信号，采用可控光衰减阵列和可控光延时阵列分别对多路参考信号进行光域延时与幅度调节；采用自适应反馈控制回路监测干扰信号的时变，并对多路参考信号的幅度和延时进行反馈调控，实现对多路干扰信号的自适应有效抑制。该自适应抗多路干扰光子射频接收前端及方法，具有系统结构简单、带宽大、幅度与延时调控精度高、系统稳定性好的优势。

技术领域

本发明属于微波光子技术领域，具体涉及一种自适应抗多路干扰光子射频接收前端及方法。

背景技术

射频自干扰存在于多个应用场合，比如新一代同时同频全双工无线通信、微波接力通信、连续波雷达、舰船电磁兼容等。以同时同频全双工无线通信为例，其采用同一频率实现上行、下行链路信号的同时收发，与频分双工技术和时分双工技术相比，实现了频谱资源利用率及数据吞吐量的倍增。但是同时同频全双工通信过程中发射天线的高功率自干扰信号会淹没接收天线的低功率有用信号，降低了无线通信系统的通信性能。因此，消除高功率射频自干扰是实现有用目标信号有效接收的关键。

传统基于电子学手段的射频自干扰信号消除技术采用模拟信号处理、数字信号处理或模拟与数字相结合的信号处理手段获得了良好的进展。但是随着微波频段的提升和信息传输容量的增加，信道带宽不断增加，传统电子学手段难以满足在高频、宽带、高品质场合下的使用要求。基于光子学方法的射频自干扰消除技术具有频率高、带宽大、抗电磁干扰能力强等优势，在实现宽带射频自干扰消除方面极具应用潜力。

在先技术[1](J.Suarez,K.Kravtsov,and P.R.Prucnal,“Incoherent method ofoptical interference cancellation for radio-frequency communications,”IEEEJ.Quantum Eletron.,vol.45,no.4,pp.402-408,Apr.2009.)中，采用两个马赫-曾德电光强度调制器，分别工作在斜率相反的偏置正交点上的方案。由接收天线接收的信号(包括有用信号和干扰信号)、发射端引出的对消信号分别调制到两个马赫-曾德电光强度调制器上，通过调节对消信号支路的信号幅度和延时，经光电探测后干扰信号与对消信号相抵消。该方案需要精确控制两个马赫-曾德电光强度调制器的直流偏置工作点以达到两支路信号的相位相反匹配，使得系统结构复杂、实现难度大。另外，该方案只能对一路干扰进行抑制，实际中发射天线发射的信号会沿多条路径传输至接收天线，因此干扰信号是多路的，该方案不能对多路干扰进行抑制。

在先技术[2](韩秀友，邵宇辰，霍泊帆；马亮，谷一英，赵明山，一种光子微波自干扰信号消除装置与方法，中国发明专利，申请号201610239867.1，2016.04.18)中，采用电光相位调制器实现微波信号从电域到光域的转换，在光域内对参考信号的幅度和延时进行调节，经光电探测器光电转换后消除自干扰信号。虽然该技术的电光相位调制无需直流偏置控制电压，简化了系统结构，但是该方案也只能对一路干扰进行抑制，对实际应用中的多路干扰信号不能进行有效的抑制。

在先技术[3](J.Chang and P.R.Prucnal,“Anovel analog photonic methodfor broadband multipath interference cancellation,”IEEE Microw.WirelessCompon.Lett.,vol.23,no.7,pp.377-379,Jul.2013)中，采用光分路器将发射端引出的对消信号调制的光载射频信号分成多路，对每一路的信号幅度和延时进行调节，然后合路进入光电探测器进行光电转换，从而对接收天线接收的多路干扰信号进行消除。该方案中经光分路器分路后的多路光载射频信号在合路时存在同频光载波的光学干涉问题，为了避免该问题需要采用专门设计和制作的单模-多模光纤耦合器，这增加了系统的复杂性和成本。