[发明专利]基于DP-BPSK的双频段相位编码信号产生的方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于DP‑BPSK的双频段相位编码信号产生的方法及系统。系统包括LD光源、DP‑BPSK调制器、码型信号发生器、第一射频信号发生器、第二射频信号发生器、光电探测器；DP‑BPSK调制器包括第一DD‑MZM、第二DD‑MZM、90°偏振旋转器、偏振合束器；LD光源通过光纤与第一DD‑MZM、第二DD‑MZM相连；第一DD‑MZM与偏振合束器相连，第二DD‑MZM通过90°偏振旋转器与偏振合束器相连，偏振合束器与光电探测器相连；码型信号发生器产生的两路信号分别与第一DD‑MZM的一个射频口、第二DD‑MZM的一个射频口相连；第一射频信号发生器与第一DD‑MZM的另一个射频口相连，第二射频信号发生器与第二DD‑MZM的另一个射频口相连。本发明利用DP‑BPSK调制器，通过将频率不同的射频信号在光域上进行相位编码，生成双频段相位编码信号。

技术领域

本发明属于光通信信号产生技术领域，尤其涉及一种基于DP-BPSK(dual-polarization binary phase-shift keying，双极化二元相移键控调制器)的双频段相位编码信号产生的方法及系统。

背景技术

为了提高雷达的距离分辨力和速度分辨力，脉冲压缩技术被广泛应用于雷达系统中。作为脉冲压缩的一种重要微波波形，相位编码信号的产生得到了广泛的研究。传统技术中，相位编码信号是利用直接数字合成器(DDS)在电域上产生的。然而，随着雷达技术的发展，使用传统方法很难满足雷达对高频率、大带宽、以及大频率可调谐范围的需求。为了解决这些问题，技术人员开始将目光转向了光域，利用光域的频率操作范围大、传输损耗小、无电磁干扰、系统体积小、重量轻等优点来进行电域上所达不到的信号产生、处理、传输等操作。

近年来，光子学产生相位编码微波信号的方案不断提出。最早是通过光谱整形和频率-时间映射实现的，光谱整形由可编程空间光调制器(SLM)实现，该方案关键的优势在于其高可重构性，这可以实现可重构波形生成。然而，基于自由空间光学的系统通常损耗大且体积大。光子相位编码微波信号产生的第二种方法是通过控制两个相干光载波之间的相位差，然后在PD处进行频率外差来实现的，具有代表性的方案为2007年浙江大学池灏教授提出了一种利用全光纤元件产生高频相位编码射频脉冲。光子相位编码微波信号产生的第三种方法是基于矢量和的原理，通过两个矢量的叠加来实现相位编码信号的产生，其典型代表是Lei M等人提出的一种光子微波相位编码脉冲发生器，通过适当设置应用于特殊偏置PDM-MZM的数据序列，可生成不受背景信号影响的二进制和四进制相位编码微波脉冲。

随着对雷达功能要求的不断提高，人们提出了多波段雷达的概念，不同的波段可以在共用部分硬件平台的条件下完成不同的任务，因此近年来多波段相位编码信号的产生是一个研究热点。例如：Zhu D等人在2016年提出了基于偏振调制和平衡检测的光子多频相位编码微波信号产生；Wu D等人在2017年提出了一种基于双输出马赫-曾德尔调制器和平衡检测技术产生多频相位编码微波信号的光子方案。在实验演示中，演示了仅具有两个频率的多频带信号。此外，使用多波长激光源会增加系统的成本，并且，除非可以独立控制多波长激光源的每个单独波长的功率，否则难以单独控制每个频率分量的功率。

发明内容

针对上述现状，本发明利用DP-BPSK调制器，通过将频率不同的射频信号在光域上进行相位编码，生成双频段相位编码信号，提供了一种基于DP-BPSK的双频段相位编码信号产生的方法及系统。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：