基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生方法技术

本发明专利技术涉及通信技术领域，具体地说，涉及基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生方法。包括如下步骤：配置流程架构；连续波激光器发出连续光波；配置偏振调制器的偏振角，将连续光波注入进行调制；光波信号进入检偏器进行检偏；调节RF射频源驱动信号的幅度，使偏振调制器的调制系数远小于1；光波注入光电探测器中进行平方率检测，得到频率加倍的信号。本发明专利技术设计利用射频信号驱动单个偏振调制器并配合起偏器和检偏器抑制掉光载波，同时控制射频驱动信号的电压产生仅包含

Generation method of carrier suppressed double frequency millimeter wave signal based on single polarization modulator

【技术实现步骤摘要】
基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生方法


[0001]本专利技术涉及通信
，具体地说，涉及基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生方法。

技术介绍

[0002]随着第五代通信技术的全面落地，以及第六代通信技术的预研，信息技术迎来了爆炸性的发展，从大数据、区块链、人工智能、4K/8K高清视频以及当下火热的“元宇宙”虚拟现实技术，都离不开高速率、大容量的传输，这就给移动无线通信技术带来了挑战。低频段频谱资源已经无法提供更加丰富的频谱资源，人们开始把目光转向了更高频段的微波频段，如V波段(50GHz
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75GHz)，W波段(75GHz
‑
110GHz)以及D波段(110GHz
‑
170GHz)。然而传统基于电子器件毫米波产生方法由于有限的带宽以及相位噪声大等电子瓶颈因素限制，很难实现超过本振40GHz的毫米波信号生成。基于光载射频(Radio over fiber，RoF)的毫米波产生和传输技术不仅可以更加简单灵活地产生高频载波，还可以无缝接入光纤链路，降低电光转换的损耗，实现毫米波信号传输距离的拉远，在未来的无线接入网中拥有极为广泛的应用前景。
[0003]近年来，国内外不少课题研究组把目光转移到借助光子辅助的毫米波产生技术，并提出了不少研究方案，其中最多的研究方案是借助外调制器的研究方案。基于外调制器的方案中又以是否采用光学滤波器装置分成两大类，第一类是通过外调制器产生光边带信号，然后借助带通滤波器、波长选择开关以及交错复用器等滤波器装置进行选频的方式来产生毫米波信号；第二类是直接采用单个或多个外调制中的马赫
‑
曾德尔光调制器(Mach
‑
Zehnder Modulator，MZM)串联或并联，并利用MZM调制器本身的调制非线性特性，直接产生毫米波信号，这样可以避免光学滤波器的使用，增大频率可调范围。然而MZM的偏置点在震动等外在情况下很容易发生漂移，这将会导致所生成毫米波信号的质量恶化，因此基于马赫曾德调制器方式产生毫米波信号方案，均需要额外复杂的电子线路来控制调制器的偏置点，这就增加了系统的复杂度和实现成本。偏振调制(Polarization Modulator，PolM)，由于无偏置点，无需偏置电压的天然优势，可以更加稳定的实现微波或毫米波信号的倍频。然而，目前却没有较为完善的利用偏振调制产生载波抑制两倍频毫米波信号的方法。鉴于此，我们提出了基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述技术问题的解决，本专利技术的目的之一在于，提供了基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生方法，包括如下步骤：
[0006]S1、配置基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生的流程架构，包括但不限于连续波激光器CW Laser、RF射频源驱动信号RF source、起偏器POL
‑
1、偏振调制器
POLM、检偏器POL
‑
2、光电探测器PD和示波器OSC；其中，偏振调制器POLM由一个偏振光分束器PBS，两个并行的相位调制器PM
‑
1、PM
‑
2和一个偏振光合束器PBC组成；
[0007]S2、从连续波激光器CW Laser中发出连续的光波，在偏振光分束器PBS之前设置PC用于控制x轴和y轴方向上的光功率分配比；
[0008]S3、配置偏振调制器POLM的偏振角为π/4，然后将连续光波注入偏振调制器POLM进行调制；
[0009]S4、经偏振调制器POLM输出的光波信号进入检偏器POL
‑
2中，并输出检偏后的光波信号；
[0010]S5、通过调节RF射频源驱动信号RF source的幅度，使偏振调制器POLM的调制系数远小于1，这时高于1阶的光谐波边带信号远低于1阶光边带信号；
[0011]S6、最后光波信号注入光电探测器PD中进行平方率检测，得到频率加倍的信号，并最终通过示波器OSC实时展现。
[0012]作为本技术方案的进一步改进，所述S1中，连续波激光器CW Laser的信号输出端与起偏器POL
‑
1的信号输入端连接，RF射频源驱动信号RF source与起偏器POL
‑
1并行，RF射频源驱动信号RF source、起偏器POL
‑
1的信号输出端同时与偏振调制器POLM的信号输入端连接，偏振调制器POLM的信号输出端与检偏器POL
‑
2的信号输入端连接，检偏器POL
‑
2的信号输出端与光电探测器PD的信号输入端连接，光电探测器PD的信号输出端与示波器OSC的信号输入端连接。
[0013]作为本技术方案的进一步改进，所述S1中，偏振光分束器PBS上下两个支路的信号分别与两个并行的相位调制器PM
‑
1、PM
‑
2的信号输入端连接，两个并行的相位调制器PM
‑
1、PM
‑
2的信号输出端同时与偏振光合束器PBC的信号输入端连接；
[0014]其中，起偏器POL
‑
1的信号输出端与偏振调制器POLM内偏振光分束器PBS的信号输入端连接；
[0015]RF射频源驱动信号RF source的两路信号分别与偏振调制器POLM内两个并行的相位调制器PM
‑
1、PM
‑
2的信号输入端连接；
[0016]偏振调制器POLM内偏振光合束器PBC的信号输出端与检偏器POL
‑
2的信号输入端连接。
[0017]作为本技术方案的进一步改进，所述S2中，连续光波的光场信号表达式为：
[0018]设从连续波激光器CW Laser输出的光场描述为E
c
(t)＝E
c
exp(jω
c
t)，其中，E
c
和ω
c
分别为光载波幅度和角频率；
[0019]在偏振光分束器PBS之前的PC用于控制x轴和y轴方向上的光功率分配比，设PC方位角为θ，则经过PC的光场为：
[0020][0021]式(1)中，E
cx
和E
cy
分别为上支路(x轴方向)和下支路(y轴方向)方向上输出的光载波的场强。
[0022]其中，由式(1)可见，通过控制θ角，可控制光载波在上下支路中的场强大小的分配比。
[0023]作为本技术方案的进一步改进，所述S3中，经偏振调制器POLM输出的光场可以描
述为：
[0024][0025]式(2)中，E
ix
和E
iy
分别表示偏振调制器POLM中的上下臂信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、配置基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生的流程架构，包括但不限于连续波激光器CW Laser、RF射频源驱动信号RF source、起偏器POL
‑
1、偏振调制器POLM、检偏器POL
‑
2、光电探测器PD和示波器OSC；其中，偏振调制器POLM由一个偏振光分束器PBS，两个并行的相位调制器PM
‑
1、PM
‑
2和一个偏振光合束器PBC组成；S2、从连续波激光器CW Laser中发出连续的光波，在偏振光分束器PBS之前设置PC用于控制x轴和y轴方向上的光功率分配比；S3、配置偏振调制器POLM的偏振角为π/4，然后将连续光波注入偏振调制器POLM进行调制；S4、经偏振调制器POLM输出的光波信号进入检偏器POL
‑
2中，并输出检偏后的光波信号；S5、通过调节RF射频源驱动信号RF source的幅度，使偏振调制器POLM的调制系数远小于1，这时高于1阶的光谐波边带信号远低于1阶光边带信号；S6、最后光波信号注入光电探测器PD中进行平方率检测，得到频率加倍的信号，并最终通过示波器OSC实时展现。2.根据权利要求1所述的基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生方法，其特征在于：所述S1中，连续波激光器CW Laser的信号输出端与起偏器POL
‑
1的信号输入端连接，RF射频源驱动信号RF source与起偏器POL
‑
1并行，RF射频源驱动信号RF source、起偏器POL
‑
1的信号输出端同时与偏振调制器POLM的信号输入端连接，偏振调制器POLM的信号输出端与检偏器POL
‑
2的信号输入端连接，检偏器POL
‑
2的信号输出端与光电探测器PD的信号输入端连接，光电探测器PD的信号输出端与示波器OSC的信号输入端连接。3.根据权利要求2所述的基于单偏振调制器的载波抑制两倍频毫米波信号产生方法，其特征在于：所述S1中，偏振光分束器PBS上下两个支路的信号分别与两个并行的相位调制器PM
‑
1、PM
‑
2的信号输入端连接，两个并行的相位调制器PM
‑
1、PM
‑
2的信号输出端同时与偏振光合束器PBC的信号输入端连接；其中，起偏器POL
‑
1的信号输出端与偏振调制器POLM内偏振光分束器PBS的信号输入端连接；RF射频源驱动信号RF source的两路信号分别与偏振调制器POLM内两个并行的相位调制器PM
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【专利技术属性】
技术研发人员：王东飞，单丽婷，丁海洋，张珍珍，李子臣，
申请(专利权)人：北京印刷学院，
类型：发明
国别省市：