[发明专利]一种高效的微波光子信道化接收方法

说明书

本发明公开了一种高效的微波光子信道化接收方法，该方法涉及微波技术领域和光通信技术领域。所述方法如说明书附图1所示，包括激光器、马增调制器、双平行马增调制器、双偏振马增调制器、偏振控制器、掺饵光纤光放大器、波分复用器、双偏振90度光耦合器、平衡光电探测器、电90度耦合器和电带通滤波器。射频信号通过偏振正交的射频光梳复制多份，本振光梳与对应的射频复制进行混频，控制两套光梳以及波分复用器的位置和间隔，通过镜像抑制的解调模块可以实现宽带信号的信道化接收。本发明克服了光子滤波器组方案中系统复杂，串扰严重的问题，克服了传统双光梳方案中多梳线，大间隔光梳难以生成的技术难点，在侦查、雷达等领域均有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域以及微波技术领域，主要涉及利用光子学技术实现宽带信号的信道化接收。

背景技术

随着电子战以及通信环境的不断复杂，自适应通信系统，电子侦察、对抗，雷达系统的不断发展，宽带范围内的无线频谱测量和分析变得愈发重要。一个实时，高分辨率的频谱监测系统可及时、准确地发现敌情，在电子战中占得先机。尽管利用数字或模拟滤波器组的技术已经能够实现信号的信道化接收，但是受限于模数转换的带宽限制以及目前电域器件的电子瓶颈，为来多频段，大带宽信号的信道化接收将成为技术难题，同时其定时抖动大，电磁干扰严重，系统体积功耗大等问题也限制了电子信道化接收机的应用场景。

得益于微波光子多频段、大带宽、抗电磁干扰、体积功耗小等一系列优势，采用光学技术实现宽带信号的信道化接收逐渐成为了研究的热点，可在多频段范围内实时、高分辨率的检测无线频谱，在下一代电子侦察、对抗、雷达、自适应通信系统等相关领域均有潜在的应用价值。

目前已报道的微波光子信道化接收方案主要分为两大类，一类为基于光子滤波器组的信道化接收方案，一类为基于双光梳的镜像抑制信道化接收方案。在第一种方案中，首先信号通过调制在光梳的方式实现信号的复制，等间隔的光子滤波器组实现信号的信道分割，随后本振光梳实现对不同子信道信号的下变频。在这种方案中，接收系统结构相对简单，但是需要滤波器组频率精确对准各子信道，同时理论需要光子滤波器具有精确的通带带宽和无限大的滚降系数，才能实现信号的无缝隙、无重叠信道化接收。在第二种方案中，同样需要射频光梳将射频信号复制多份，本振光梳对各个复制的射频信号进行下变频处理，然而使用了镜像抑制的接收技术，系统无需光子滤波器进行信道划分，使系统拥有更强的可重构性，同时降低了信道间串扰，提升了系统的性能。然而，早期基于双光梳的镜像抑制的信道化接收方案射频复制利用率低，子信道数目与射频信号复制份数相同。同时需要大间隔，多梳线的射频和本振光梳，产生难度大；设配复杂，成本高。

发明内容

为了解决技术背景中所存在的问题，本发明提出了一种高效的微波光子信道化接收方法。相对于传统双光梳方案，该方法利用偏振正交的射频光梳，同时改进了镜像抑制的解调模块，n个射频复制可以实现2(n-2)个子信道解调，使得射频复制利用率提高了近2倍，n/2根射频光梳和n/2-1根本振光梳可以实现2n-2个子信道解调，光梳梳线减少至近1/4，偏振正交的射频光梳使得射频复制可以频率重叠，因此光梳间隔降低至近1/2；同时解调模块中，采用n个Dpol-OHC可以实现4n个信道解调，将OHC减少至1/4，n个BPD实现n个信道解调，相交先前方案减少至1/2。此方案不仅包含了传统基于双光梳的镜像抑制的信道化接收方案中系统重构性强、信道间串扰低等优势，还降低了光梳实现难度，同时降低了系统复杂度，节约了成本。

镜像抑制解调模块，采用了Dpol-OHC和平衡探测的结构，系统稳定性高，平衡探测的使用还抑制了共模杂散分量，提高了信杂比。EHC的两个输出端均被使用，使得接收效率进一步加倍。一套镜像抑制解调模块包含1个Dpol-OHC，4个BPD，两个EHC和4个EBPF，可实现4个子信道的解调。