[发明专利]基于微波光子技术的射频相位编码信号产生装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于微波光子技术的射频相位编码信号产生装置及方法。其中，该装置包括：光源、可变单边带调制模块、相位调制模块、二进制码发生模块、微波驱动模块和光电收发模块，光源发出的光被分束器分成两路，其中一路送给可变单边带调制模块得到单边带调制的光信号，另一路送给相位调制模块，得到相位调制的光信号；单边带调制模块和相位调制模块的驱动信号由微波驱动模块提供，两路已调制的光信号经合束器合成一路，再送给光电收发模块，最后输出射频相位编码信号。本发明所提供的基于微波光子技术的射频相位编码信号产生装置及方法具有结构简单、动态范围大、可调谐等优点，可以产生载频可调谐、大带宽的射频相位编码信号。

技术领域

本发明属于雷达、微波光子技术、电子通信等领域的范畴，具体涉及一种基于微波光子技术的射频相位编码信号产生装置及方法。

背景技术

微波脉冲压缩在现代雷达系统中被广泛地用来增加范围精度。相位编码信号是一种常用的雷达脉冲压缩信号，具有良好的脉冲压缩能力，可以有效提高雷达系统的分辨率，解决作用距离和分辨能力之间的矛盾。因此，相位编码信号的产生是雷达等相关领域的一个重要研究方向，具有非常重要的现实意义和利用价值。虽然相位编码信号能在电域里实现，但是受限于当前数字电路的速率以至于工作频率和时间带宽积都比较小。而现代雷达系统的工作频率在向更高的频段不断发展，传统的电子技术产生相位编码信号的方法已不能满足现实的应用需求。

由于光子技术本身具有的宽带、大调谐性和抗电磁干扰特性，人们在光域上提出了很多方法来产生高频率、大时间带宽积的相位编码信号。目前已经提出的利用微波光子技术产生相位编码信号的方法有很多。利用Sagnac干涉仪和一个相位调制器可以产生相位编码信号。该方案的缺点是干涉仪对环境和温度的高灵敏度会引入严重相位扰动。也有人提出基于四抽头延时线微波光子滤波器来产生相位编码信号。通过仔细调节每个抽头的延时，不同的相位能引入到微波脉冲中。但是这种方式产生的相位编码信号的压缩比受限与滤波器的抽头数量。也有人提出利用两个偏振调制器和光带通滤波器来产生相位编码信号，但是这种方法需要用到光带通滤波器，这会增加系统的成本和复杂性。

虽然微波光子技术被认为是解决当前电子技术所面临的带宽问题的一个有效途径，但是目前基于微波光子技术的相位编码信号产生系统的普遍问题是系统复杂、稳定性差、精度不够高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于微波光子技术的射频相位编码信号产生装置和方法，以至少部分解决上述的技术问题。

(二)技术方案

本发明的技术方案是：

一种基于微波光子技术的射频相位编码信号产生装置，该装置包括：光源、可变单边带调制模块、相位调制模块、二进制码发生模块、微波驱动模块和光电收发模块，其中：

光源、可变单边带调制模块、相位调制模块和光电收发模块通过光纤连接，光源、可变单边带调制模块和光电收发模块连成一路，光源、相位调制模块和光电收发模块连成另一路；

光源发出的光被分束器分成两路，其中一路送给可变单边带调制模块，由微波驱动模块的输出信号驱动产生单边带调制的光信号，该光信号包括载波和+1阶边带或者载波和-1阶边带，另一路送给相位调制模块，由微波驱动模块的输出信号驱动产生相位调制的光信号，两路已调制的光信号经合束器合成一路，再送给光电收发模块，最后输出射频相位编码信号；

微波驱动模块的输出信号驱动控制可变单边带调制模块和相位调制模块产生对应的光信号；

二进制码发生模块输出“0”或“1”，来决定微波驱动模块的输出信号，进而控制可变单边带调制模块输出+1阶边带的单边带调制信号或者-1阶的单边带调制信号。

该装置中，光源为单色激光器光源，包括半导体激光器、固体激光器或光纤激光器。