[发明专利]一种微波多波束光学接收解调系统及其使用方法

权利要求书

1.一种微波多波束光学接收解调系统，其特征在于，所述微波多波束光学接收解调系统包括上下两部分；

所述上方部分从左至右依次包括微波天线阵列(1)、电光调制器阵列(2)、传输光纤(3)、光学天线阵列(4)、光学滤波器(5)、空间光相位调制器(6)、光学透镜(7)、光分束器(8)、光电探测器阵列(9)；所述微波天线阵列(1)与电光调制器阵列(2)之间通过电缆连接，电光调制器阵列(2)与光学天线阵列(4)之间通过传输光纤(3)连接，其余各部分采用光纤或光缆连接；所述光学天线阵列(4)、光学滤波器(5)、空间光相位调制器(6)、光学透镜(7)、光分束器(8)、光电探测器阵列(9)保证共轴；

所述下方部分包括光分路器(10)、激光器(11)、本振光生成单元(12)、扩束准直透镜(13)；所述激光器(11)通过光分路器(10)与电光调制器阵列(2)连接，激光器(11)、本振光生成单元(12)、扩束准直透镜(13)从左至右依次设置，以上各部件采用光纤或光缆连接；所述扩束准直透镜(13)、光分束器(8)保证共轴；

所述系统微波天线阵列(1)和电光调制器阵列(2)的工作频段可覆盖S-Ka、毫米波频段；传输光纤(3)将电光调制器阵列(2)输出的光波波束路由至光学天线阵列( 4) ，光学天线阵列(4) 将电光调制器阵列(2)输出的光波波束进行准直；光学滤波器(5)用于滤出经光学天线阵列( 4) 后携带微波回波波束信息的边带信号；经光学滤波器(5)滤波后的信号光通过空间光相位调制器(6)对信号光进行相位调制，再由光学透镜(7)传输至光分束器(8)；通过光学透镜(7)将空间光相位调制器(6)相位调制后的信号光束聚焦到光电探测器阵列(9)上进行光外差相干拍频接收；光分束器(8)将两束分别经过光学滤波器(5)滤波后的信号光和经扩束准直透镜(13)扩束准直的本振光合成一束光；光电探测器阵列(9)实现信号光和本振光相干拍频接收；其中经过光学滤波器(5)的信号光和经扩束准直透镜(13)扩束准直的本振光所需的光载波均来自激光器(11)；

所述光分路器(10)可将一路光分成多路光并馈送到电光调制器阵列(2)进行光调制；激光器(11)为电光调制器阵列(2)提供光载波信号；本振光生成单元(12)提供稳定的本振光信号用于射频信号的接收解调；扩束准直透镜(13)将本振光信号扩束准直成空间光。

2.根据权利要求1所述的一种微波多波束光学接收解调系统，其特征在于，所述的电光调制器阵列(2)与光学天线阵列(4) 之间的光缆要保持通道一致性。

3.根据权利要求1所述的一种微波多波束光学接收解调系统，其特征在于，所述光学滤波器(5)滤出的信号光和本振光生成单元( 12 ) 产生的本振光频率差值应不大于光电探测器阵列(9)的截止频率。

4.根据权利要求1所述的一种微波多波束光学接收解调系统，其特征在于，所述本振光生成单元(12)提供的稳定本振光信号可由单边带注入锁定分布式反馈激光器提供，也可利用光学锁相环提供本振光信号。

5.一种权利要求1-4任一所述的微波多波束光学接收解调系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

由微波天线阵列(1)接收到的频率为f_RF1的射频信号经电缆传输到电光调制器阵列(2)中，并由电光调制器阵列(2)将信号调制到由激光器(11)提供频率为f_c的光载波上；由电光调制器阵列(2)输出频率为f_c的光载波和一阶边带信号f_c+f_RF1和f_c-f_RF1，在多路传输光纤(3)中等时延传输；经由光学滤波器(5)后滤除频率为f_c的光载波和频率为f_c+f_RF1上边带，保留频率为f_c-f_RF1的下边带；

本振光生成单元(12)生成频率为f_c-f_RF2的光经过扩束准直透镜(13) 扩束准直后与经过光学滤波器(5)滤波输出的频率为f_c-f_RF1的 光混合，频率为f_c-f_RF1和f_c-f_RF2的混合光束通过光电探测器阵列(9)差频输出频率为f_RF1-f_RF2的射频信号，实现射频信号的接收解调。