一种模拟光链路线性化的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种模拟光链路线性化的装置，包括激光器、第一波分复用器、偏振调制器、偏振控制器、检偏器、第二波分复用器、第一光电探测器及第二光电探测器。本发明专利技术还提供了一种模拟光链路线性化的方法，该方法利用偏振调制器、检偏器等效为一个非对称的马赫增德尔调制器，将模拟信号强度正交的调制于一对同时传播的光链路上，使其两个调制器的偏置角度相差90°，在远端，通过两条链路的直接检测、结合数字信号处理技术，线性化的恢复出原始的模拟信号。本发明专利技术避免了双平行结构带来的延迟不匹配问题对解调信号的强烈干扰，增强了系统的稳定性，既不需要高度相干的本振信号，也无需在远端精确的进行偏振调节，有助于射频信号的长距离传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波信号光域传输
，具体涉及一种模拟光链路线性化的方法及装置。
技术介绍
近年来，采用光纤作为射频信号传输媒质的模拟光链路，由于在质量、体积、功率损耗等方面的突出优势，使得射频信号的长距离传输成为可能。此外，模拟光链路具有明显的抗电磁干扰特性，可同时传输和处理多个不同的射频信号，灵活性极强，在民用通信和军事领域中具有重要的应用价值。在模拟光链路中，最重要的核心是研发高线性化方案、抑制三阶交调失真，提升整个链路的动态范围，进一步满足军事应用系统的需求。现有的相干解调方案，主要有以下两种：一是典型的基于相位调制-DSP相干解调方案，该方案的远端接收单元由激光器、起偏器、电光相位调制器组成；中心站则由偏振控制器、偏振分束器、90°光耦合器、平衡探测器及后续的数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)处理单元构成。该方案中采用了90°光耦合器，该器件的4个输出端口插损的偏差，极易造成同相正交(In-phase/Quadrature，简称I/Q)两路信号的不平衡，此外，它的非严格正交解调也会使得I/Q两路信号的相位产生偏差。以上偏差均造成了DSP后续处理技术很难实现严格的线性化解调。此外，该方案最大的缺点在于，它的解调过程需要高度相干的本振信号，如果在中心处理单元和远端接收单元分离的情况下，该方案很难实现。二是基于偏振调制-双平行偏振分束器架构的相干解调方案，该方案主要器件包括：激光器、起偏器、偏振调制器、偏振控制器、偏振分束器、平衡探测器及DSP处理部分。该方案使用了双平行偏振分束器架构的形式，两平行偏振分束器的插损存 在偏差，且两路的复杂连接很容易造成I/Q两路信号的延迟不同，对DSP线性化处理方案产生影响。且多个偏振控制器的使用大大增加了方案结构的复杂程度，在远端接收单元，需要非常精确的控制偏振态才能达到理想的解调效果。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种模拟光链路线性化的方法及装置，能够克服现有相干解调方案中需要高度相干的本振信号及需要在远端精确地控制偏振调节的缺陷，有助于射频信号的长距离传输。第一方面，本专利技术提供了一种模拟光链路线性化的装置，所述装置包括激光器、第一波分复用器、偏振调制器、偏振控制器、检偏器、第二波分复用器、第一光电探测器及第二光电探测器；所述激光器输出两束波长不同的连续光，两束连续光经所述第一波分复用器耦合为一路信号，所述信号依次输入所述偏振调制器、偏振控制器及检偏器，所述检偏器输出的信号经所述第二波分复用器分为两束光信号，所述两束光信号分别输入所述第一光电探测器和所述第二光电探测器；其中，所述偏振控制器用于调节光的偏振态，所述偏振调制器内两个主轴的调制效率相同，相位相反；所述偏振调制器及所述检偏器相连用于将相位调制转换为强度调制，所述第一光电探测器及所述第二光电探测用于将光信号转换为电信号。优选地，所述装置还包括保偏光纤，所述保偏光纤连接于所述偏振调制器与所述偏振控制器之间。优选地，所述装置还包括第一数据采集卡、第二数据采集卡及数字信号处理器DSP；所述第一光电探测器和所述第二光电探测器输出的信号分别输入所述第一数据采集卡和所述第二数据采集卡进行数据采集，采集后的数据经所述DSP进行线性化解调。优选地，所述第一数据采集卡和所述第二数据采集卡均为A/D数模转换器。第二方面，本专利技术提供了一种模拟光线性化的方法，所述方法包括：控制激光器输出的两路光信号的波长，并调节偏振控制器，使得偏振调制器内部的两路调制信号的偏置角相差90°；通过波分复用器将所述两路光信号耦合为一路光信号，并输入偏振调制器；采用偏振调制器将射频输入信号加载至所述两路调制信号上，并采用检偏器将相位调制转换为强度调制；通过波分复用器将检偏器输出的信号分为两路光信号，并将所述两路光信号分别输入两个光电探测器，输出两路光电流；经数据采集卡进行数据采集，并采用DSP通过数字处理方法对所述两路光电流进行线性解调，还原所述射频输入信号。优选地，所述方法还包括：采用所述偏振控制器调节两路光信号中某一路光的偏振态。优选地，所述控制激光器输出的两路光信号的波长，并调节偏振控制器，使得偏振调制器内部的两路调制信号的偏置角度相差90°，包括：控制激光器输出的一路光波长为1550纳米，调节偏振控制器，使得偏振控制器内部一个主轴上的调制信号的偏置点为π；保持所述偏振控制器状态不变，调节激光器输出的另一路光的波长，使得偏振控制器内部另一个主轴上的调制信号的偏置点为π/2。优选地，所述采用偏振调制器将射频输入信号加载至所述两路调制信号上，产生的光场输出分别为：ExEy=22Einexp(j(ωc1t-2πLλ1))exp(jπVRFVπ(sin(ω1t)+sin(ω2t)))exp(j(ωc1t+2πLλ1))exp(-jπVRFVπ(sin(ω1t)+sin(ω2t)))]]>ExEy=22Einexp(j(ωc2t-2πLλ2))exp(jπVRFVπ(sin(ω1t)+sin(ω2t)))exp(j(ωc2t+2πLλ2))exp(-jπVRFVπ(sin(ω1t)+sin(ω2t)))]]>其中，Ex为光的x轴方向的电矢量，Ey为光的y轴方向的电矢量，Ein为输入光场的幅度，j为复数的一个标志，ωc1为一路输入光场的角频率，ωc2另一路输入光场的角频率，t为传输时间，L为偏振调制器两个主偏振方向的光纤长度差，λ1一路为输入光的波长，λ2为另一路输入光的波长，VRF为射频输入信号的幅度，Vπ为偏振调制器的半波电压，ω1、ω2为双音信号的角频率。优选地，所述检偏器输出的两路光信号分别输入两个光电探测器，输出两路光电流，所述两路光电流分别为：其中，I1'(t)、I2'(t)分别表示两路光电流，为光电探测器的响应度，Vin＝sin(ω1t)+sin(ω2t)表示双音信号，n为光纤的折射率，2πnL/λ1、2πnL/λ2分别表示两路光由双折射效应引起的时延差所产生的相移。优选地，所述采用DSP通过数字处理方法对所述两路光电流进行线性解调，还原所述射频输入信号，包括：令Z(t)＝mVin(t)，根据所述两路光电流，进行数字处理：S(t)=1+sin(Z(t))1+cos(Z(t))=(1+tan(Z(t)2))2/2]]>对S(t)取反函数，计算得到：Z(t)=2arctan(2S(t)-1)]]>其中，Z(t)为还原的射频输入信号，m为偏振调制器的调制深度，且m=πVRFVπ.]]>由上述技术方案可知，本专利技术提供一种模拟光链路线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟光链路线性化的装置，其特征在于，所述装置包括激光器、第一波分复用器、偏振调制器、偏振控制器、检偏器、第二波分复用器、第一光电探测器及第二光电探测器；所述激光器输出两束波长不同的连续光，两束连续光经所述第一波分复用器耦合为一路信号，所述信号依次输入所述偏振调制器、偏振控制器及检偏器，所述检偏器输出的信号经所述第二波分复用器分为两束光信号，所述两束光信号分别输入所述第一光电探测器和所述第二光电探测器；其中，所述偏振控制器用于调节光的偏振态，所述偏振调制器内两个主轴的调制效率相同，相位相反；所述偏振调制器及所述检偏器相连用于将相位调制转换为强度调制，所述第一光电探测器及所述第二光电探测用于将光信号转换为电信号。

【技术特征摘要】
1.一种模拟光链路线性化的装置，其特征在于，所述装置包括激
光器、第一波分复用器、偏振调制器、偏振控制器、检偏器、第二波
分复用器、第一光电探测器及第二光电探测器；
所述激光器输出两束波长不同的连续光，两束连续光经所述第一
波分复用器耦合为一路信号，所述信号依次输入所述偏振调制器、偏
振控制器及检偏器，所述检偏器输出的信号经所述第二波分复用器分
为两束光信号，所述两束光信号分别输入所述第一光电探测器和所述
第二光电探测器；
其中，所述偏振控制器用于调节光的偏振态，所述偏振调制器内
两个主轴的调制效率相同，相位相反；所述偏振调制器及所述检偏器
相连用于将相位调制转换为强度调制，所述第一光电探测器及所述第
二光电探测用于将光信号转换为电信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括保
偏光纤，所述保偏光纤连接于所述偏振调制器与所述偏振控制器之间。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第
一数据采集卡、第二数据采集卡及数字信号处理器DSP；
所述第一光电探测器和所述第二光电探测器输出的信号分别输入
所述第一数据采集卡和所述第二数据采集卡进行数据采集，采集后的
数据经所述DSP进行线性化解调。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一数据采集
卡和所述第二数据采集卡均为A/D数模转换器。
5.一种模拟光线性化的方法，其特征在于，所述方法包括：
控制激光器输出的两路光信号的波长，并调节偏振控制器，使得
偏振调制器内部的两路调制信号的偏置角相差90°；
通过波分复用器将所述两路光信号耦合为一路光信号，并输入偏
振调制器；
采用偏振调制器将射频输入信号加载至所述两路调制信号上，并
采用检偏器将相位调制转换为强度调制；
通过波分复用器将检偏器输出的信号分为两路光信号，并将所述
两路光信号分别输入两个光电探测器，输出两路光电流；
经数据采集卡进行数据采集，并采用DSP通过数字处理方法对所
述两路光电流进行线性解调，还原所述射频输入信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
采用所述偏振控制器调节两路光信号中某一路光的偏振态。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制激光器输
出的两路光信号的波长，并调节偏振控制器，使得偏振调制器内部的
两路调制信号的偏置角度相差90°，包括：
控制激光器输出的一路光波长为1550纳米，调节偏振控制器，使
得偏振控制器内部一个主轴上的调制信号的偏置点为π；
保持所述偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴一堂，徐坤，宁婕妤，尹飞飞，李建强，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11