[发明专利]用于高频宽带电光强度调制器频响特性的精准提取方法及装置

说明书

本发明涉及微波光子领域，尤其涉及用于高频宽带电光强度调制器频响特性的精准提取方法，包括双频信号源、频谱分析仪、光电探测器和激光器，待测件将光载波信号从输出端口进入待测件的输入端口，待测件的输出端口连接光电探测器，实现射频信号的光电解调，双频信号源产生的信号通过待测件的端口调制到光载波信号上，在其非线性特性的作用下可通过光电探测器恢复出用于表征待测件频率响应的中频信号，最后通过频谱仪的测量与计算即可得到待测件的响应曲线；本发明所提出的调制器频率响应特性提取方法可用于不同参数电光强度调制的测试中，在高频、宽带模拟光发射组件的生产、研制过程中发挥重要作用，为雷达、电子对抗等电子信息装备提供基本保障。

技术领域

本发明涉及微波光子领域中用于宽带电光调制器频率响应特性表征的方法，尤其涉及用于高频宽带电光强度调制器频响特性的精准提取方法及装置。

背景技术

微波光子技术凭借其高频、超宽带、低损耗优势，在雷达、通信、电子对抗系统中得到了广泛应用。微波光子技术是微波技术与光电技术相结合的多学科交叉融合形成的面向电子信息系统的关键技术。微波技术灵活的泛在接入能力与光子技术的高速、宽带低损耗能力相结合不仅可以解决现有电子信息系统面临的瓶颈问题，还可以极大地提升装备的综合能力。以电子对抗系统为例，微波光子链路及系统不仅可以支持常规的2GHz～18GHz跨倍频程的宽带信号传输，甚至还可以覆盖到毫米波、亚毫米波信号的传输与处理，因此微波光子技术在未来电子对抗、雷达、通信、导航等应用领域表现出来了宽阔的应用前景。

由于微波光子系统是用光的手段来完成微波信号的传输与处理功能，因此微波信号的光调制与解调(即电光光电转换)是微波光子系统的关键。光调制与解调器件的性能指标对微波光子系统的整体性能指标起着决定性的作用，而频率响应又是衡量电光调制器及光电探测器器件能力的一个关键特性。由于电光调制器及光电探测器的输入输出具有频率差异大、接口不匹配的特点，难以用普通商用电学测量仪器对其进行直接表征，因此通常都是通过间接手段来获取电光调制器及光电探测器的频率响应。传统的表征电光调制器及光电探测器频率响应特性的主要方法是：首先用光外差法提取光电探测器的频率响应特性，再以光电探测器的频率响应为参考间接测量电光调制器的频率响应。虽然通过光学外差可以产生超高频率的微波探针信号，但是可调谐激光器粗糙的调谐精度不能保证对光电器件进行精细的频率测量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种用于高频宽带电光强度调制器频响特性的精准提取方法，包括双频信号源、频谱分析仪、光电探测器和激光器，待测件将光载波信号从输出端口进入待测件的输入端口，待测件的输出端口连接光电探测器，实现射频信号的光电解调，双频信号源产生的信号通过待测件的端口调制到光载波信号上，在其非线性特性的作用下可通过光电探测器恢复出用于表征待测件频率响应的中频信号，最后通过频谱仪的测量与计算即可得到待测件的响应曲线。

进一步的，所述双频信号源包括两个信号源和一个合路器，合路器将两个信号源输出的信号合成一路输出。

进一步的，所述信号源采用输出频率从10MHz到40GH的射频信号源合路器需要覆盖10MHz到40GHz频率范围。

进一步的，所述合路器采用1个10MHz到40GHz频率范围的合路器或者采用分频段覆盖10MHz到40GHz频率范围的多个合路器。

进一步的，所述双频信号源产生两个射频信号fRF1、fRF2，并设定其频差为fIF＝(fRF1-fRF2)；则在调制器非线性作用下使得fRF1与fRF2两个信号发生混频，并通过光电探测从光域转换到电域，将此差频信号fIF称为中频信号，通过测量fIF与(fRF1+fRF2)/2之间的变化关系得到调制器的频率响应特性。

优选的，中频信号fIF为100MHz。

本发明较之传统的先校准光电探测器频率响应，再推算电光调制器频率响应的解耦方法具有以下优点：