[实用新型]一种雷达射频光发射机

说明书

本实用新型涉及一种雷达射频光发射机，激光器内置有热电制冷器和探测器，激光器接驱动单元和直流偏置单元，设有自动功率控制单元，自动功率控制单元的信号输入端接激光器内的探测器，自动功率控制单元的信号输出端接直流偏置单元。本实用新型能够有效改善输出的射频信号质量。

技术领域

本实用新型涉及一种雷达射频光发射机。

背景技术

射频光纤传输具有高带宽、灵敏度高、抗干扰性能强、传输距离远、保密性能高的优点，在骨干网通信、电视广播信号传输等领域有广泛的应用。射频信号光纤传输需要三个装置，分别是射频光发射机、传输介质(光纤)、射频光接收机。在发射端，射频光发射机机将射频信号调制到光载波上，通过光纤输出激光；在接收端，载有射频信号的光信号进行PD，将射频信号解调出来，经过一系列信号处理最终输出，从而实现电光-光电转换。

近年来由于射频光纤传输的显著优点，其在雷达组网系统中也引起了广泛关注。但是，光发射端激光器功率及波长微小抖动都会对接收端解调出的射频信号产生巨大的影响。雷达系统中对射频信号幅度一致性、相位一致性、相位噪声、谐波、杂散抑制等指标的苛刻要求成为制约射频光纤传输应用于雷达系统的关键因素。

现有雷达射频光发射机存在的不足之处：

(1)射频信号幅值一致性差。激光器的输出光功率与激光器的驱动电流成近似线性关系，现有技术中激光器驱动电流的抖动会导致光功率抖动，在接收端解调出的射频信号与光功率关系如公式1表示：

其中I(t)为PD输出电流，P_T(t)为输入激光器功率，A为PD响应度，ω为射频信号频率，β为直流分量，为相位随机波动。由公式1可以看出，激光器驱动电流的抖动会导致探测器解调出来射频信号的强度变化，也就是幅值变化，使得各路射频信号幅值一致性较差。

(2)射频信号相位一致性差。激光器工作的温度变化会导致激光器谐振腔内有效折射率变化，使得激光器输出波长发生变化。光纤传输延时差与激光器波长差关系如公式2表示：

τ_s＝D·L·Δλ (2)

其中，τ_s为管线传输延时差，D为色散系数，L为光纤长度，Δλ为波长差。在波长1550nm附近，光纤色散系数约为20ps/(nm·km)，温度改变1℃波长变化Δλ约0.08nm，则对于10km的光纤，温度变化1℃，传输延时差为0.016ns，对于1GHz的射频信号，相位变化为5.76°。现有技术中激光器工作温度的抖动使得探测器解调出的射频信号相位发生变化，导致射相位一致性不足，相位噪声也会产生恶化。

(3)激光器工作环境稳定性差。通常雷达的工作环境为高温环境，若激光器内部制冷器功率不足则容易失控，使得射频信号质量恶化。现有技术并未对激光器的功率、工作温度、驱动电流进行远程监控，使得操作人员无法得知激光器是否正常工作，无法保证经过光传输后的射频信号质量。

实用新型内容

本实用新型发明目的在于提供一种雷达射频光发射机，能够有效改善输出的射频信号质量。

实现本实用新型发明目的的技术方案：

一种雷达射频光发射机，激光器内置有热电制冷器和探测器，激光器接驱动单元和直流偏置单元，其特征在于：设有自动功率控制单元，自动功率控制单元的信号输入端接激光器内的探测器，自动功率控制单元的信号输出端接直流偏置单元。

进一步地，设有自动温度控制单元，自动温度控制单元的信号输出端接激光器内的热电制冷器。

进一步地，设有监测单元，监测单元用于监测雷达射频光发射机工作状态，并向远程提供监测信号。