[发明专利]一种光电融合大动态可重构变频装置与方法

权利要求书

1.一种光电融合大动态可重构变频装置，其特征在于，所述的装置包括：激光器(1)、可调光分路器(2)、可调电分路器(3)、第一电光调制单元(4)、第二电光调制单元(5)、第一直流偏置控制单元(6)、第二直流偏置控制单元(7)、本振信号源(8)、固定电分路器(9)、第一光放大单元(10)、第二光放大单元(11)、光电接收单元(12)和可调电滤波单元(13)；

所述第一电光调制单元(4)和第二电光调制单元(5)均具有双射频输入端口，分别用于本振信号和待变频信号的输入，实现本振信号和待变频信号的电光调制转换至光域的功能；

所述第一电光调制单元(4)通过第一直流偏置控制单元(6)控制工作在最小偏置工作点，实现上支路本振信号和待变频信号的载波抑制双边带调制功能；所述第二电光调制单元(5)通过第二直流偏置控制单元(7)控制工作在最小偏置工作点，实现下支路本振信号和待变频信号的载波抑制双边带调制功能；

所述可调光分路器(2)用于分配进入第一电光调制单元(4)和第二电光调制单元(5)的光功率比值，以满足变频过程中对三阶交调杂散分量抑制的光功率匹配条件；

所述可调电分路器(3)用于分配进入第一电光调制单元(4)和第二电光调制单元(5)的待变频信号的功率比值，以满足变频过程中对三阶交调杂散分量抑制的电功率匹配条件；

所述第一光放大单元(10)在光域内放大第一电光调制单元(4)输出的载波抑制双边带信号；所述第二光放大单元(11)在光域内放大第二电光调制单元(5)输出的载波抑制双边带信号；

所述光电接收单元(12)包括第一光电探测器(12-1)和第二光电探测器(12-2)；第一光电探测器(12-1)用于接收第一光放大单元(10)输出的放大后的载波抑制双边带信号，进行光电转换后输出电信号；第二光电探测器(12-2)用于接收第二光放大单元(11)输出的放大后的载波抑制双边带信号，进行光电转换后输出电信号；第一光电探测器(12-1)和第二光电探测器(12-2)通过差分电路连接，通过差分合路完成变频过程中三阶交调杂散分量的消除；

所述可调电滤波单元(13)具有低通模式和高通模式两种工作模式，并采用开关进行切换；设置在低通模式，用于选通光电接收单元(12)输出的下变频电信号，实现下变频功能；设置在高通模式，用于选通光电接收单元(12)输出的上变频电信号，实现上变频功能；

所述激光器(1)与可调光分路器(2)通过光链路连接，可调光分路器(2)分别与第一电光调制单元(4)、第二电光调制单元(5)通过光链路连接，第一电光调制单元(4)和第二电光调制单元(5)分别连接第一光放大单元(10)、第二光放大单元(11)后均与光电接收单元(12)通过光链路连接；

所述光电接收单元(12)与可调电滤波单元(13)通过电链路连接。

2.权利要求1所述的光电融合大动态可重构变频装置实现大动态可重构变频的方法，其特征在于，步骤如下：

激光器(1)发出的光波经过可调光分路器(2)分为两路；上路光波输入至第一电光调制单元(4)；下路光波输入至第二电光调制单元(5)；

本振信号源(8)输出的本振信号经过固定电分路器(9)分为两路，一路本振信号输入至第一电光调制单元(4)，另外一路本振信号输入至第二电光调制单元(5)；

待变频的射频信号或中频信号经过可调电分路器(3)分为两路，一路射频信号或中频信号输入至第一电光调制单元(4)，另外一路射频信号或中频信号输入至第二电光调制单元(5)；

第一直流偏置控制单元(6)控制第一电光调制单元(4)工作在最小偏置工作点，实现对射频信号或中频信号和本振信号的载波抑制调制功能，输出载波抑制双边带信号；第二直流偏置控制单元(7)控制第二电光调制单元(5)工作在最小偏置工作点，实现对射频信号或中频信号和本振信号的载波抑制调制功能，输出载波抑制双边带信号；

第一电光调制单元(4)输出的载波抑制双边带信号经第一光放大单元(10)放大后传输至光电接收单元(12)中的第一光电探测器(12-1)，完成光电转换并输出电信号；

第二电光调制单元(5)输出的载波抑制双边带信号经第二光放大单元(11)放大后传输至光电接收单元(12)中的第二光电探测器(12-2)，完成光电转换并输出电信号；

通过调节可调光分路器(2)的两端口输出至第一电光调制单元(4)和第二电光调制单元(5)的光功率分配比，同时调节可调电分路器(3)两端口输出至第一电光调制单元(4)和第二电光调制单元(5)的电功率分配比，使第一光电探测器(12-1)和第二光电探测器(12-2)输出电信号频谱中的变频三阶交调杂散分量的幅度相同；经过差分合路，第一光电探测器(12-1)输出的变频三阶交调杂散分量和第二光电探测器(12-2)输出的变频三阶交调杂散分量相抵消，实现对变频过程中三阶交调杂散分量的消除，获得大动态范围的变频功能；

当输入待变频的信号为射频信号时，可调电滤波单元(13)的开关切换至低通模式，选择输出下变频后的中频信号，实现下变频功能；当输入待变频的信号为中频信号时，可调电滤波单元(13)的开关切换至高通模式，选择输出上变频后的射频信号，实现上变频功能；通过对可调电滤波单元(13)工作模式的开关切换选择，实现下变频和上变频的动态重构功能。