[发明专利]一种基于直调激光器的跳频通信系统和跳频信号生成方法

权利要求书

1.一种基于直调激光器的跳频通信系统，其特征在于：包括驱动信号源、直调激光器、光强度调制器、连续光源、电光调制器和光电探测器；

直调激光器的光输出端与光强度调制器的光输入端连接，驱动信号源的信号输出端分别与直调激光器和强度调制器的信号输入端连接，连续光源的光输出端与电光调制器的光输入端连接，光强度调制器和电光调制器的光输出端分别与光电探测器的光输入端连接；

驱动信号源用于分别生成驱动直调激光器的幅度跳变的驱动电信号1和驱动光强度调制器的驱动电信号2；

直调激光器用于根据驱动电信号1生成频率跳变的光载波；

光强度调制器用于根据驱动电信号2对直调激光器输出的光信号进行外调制以控制光功率；

连续光源用于生成连续光波；

电光调制器用于将基带电信号调制到连续光波；

光电探测器用于将光强度调制器和电光调制器输出的两路光信号拍频并转换为频率跳变的射频电信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于直调激光器的跳频通信系统，其特征在于：还包括光耦合器，光强度调制器和电光调制器的光输出端通过光耦合器合并后与光电探测器的光输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于直调激光器的跳频通信系统，其特征在于：还包括高通滤波器，光电探测器的信号输出端与高通滤波器的信号输入端连接，高通滤波器用于滤除谐波。

4.基于权利要求1到3中任意一项所述的一种基于直调激光器的跳频通信系统的跳频信号生成方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：通过幅度跳变的驱动电信号1控制直调激光器输出的光波长，用直调激光器的啁啾效应产生频率跳变的光载波；

S2：根据直调激光器的驱动电信号1设置光强度调制器的驱动电信号2，对直调激光器输出的光信号进行外调制，控制光功率以减少光信号功率的抖动；

S3：连续光源生成连续光波，电光调制器将基带电信号调制到连续光波；

S4：通过光外差法将将步骤S2和S3得到的两路光信号合并送入光电探测器处拍频，产生频率为两光波频率差的频率跳变的射频电信号。

5.根据权利要求4所述的一种基于直调激光器的跳频通信系统的跳频信号生成方法，其特征在于：所述的步骤S2中，具体步骤为：设直调激光器的量子效率即线性区的工作曲线斜率为G_L，直调激光器的阈值电流为I_th，则直调激光器输出的光功率P_out与驱动电流I的关系为：

P_out＝G_L(I-I_th)。

6.根据权利要求5所述的一种基于直调激光器的跳频通信系统的跳频信号生成方法，其特征在于：所述的步骤S4中，具体步骤为：

S41：设基带信号为x(t)，各频率分量为ω_n，该频率分量对应的时间序列为t_n，则频率跳变的射频电信号s(t)为：

s(t)＝x(t)·(cosω₁t₁+cosω₂t₂+…+cosω_nt_n)；

S42：通过高通滤波器滤除s(t)中的谐波，得到频率为两光波频率差的频率跳变的射频电信号。