基于光学频率梳的下变频装置及下变频方法制造方法及图纸

本公开提供一种基于光学频率梳的下变频装置及下变频方法，该装置包括：第一光学频率梳模块和第二光学频率梳模块，第一光学频率梳模块和第二光学频率梳模块分别用于输出第一光学频率梳和第二光学频率梳；强度调制器，用于接收微波信号和第二光学频率梳，并将微波信号调制到第二光学频率梳上，以输出第一光载波；合束器，用于将第一光学频率梳和第一光载波合成一路光信号，以输出第二光载波；光电探测器，用于接收第二光载波，并将微波信号从第二光载波中解调出来，并根据解调出来的信号获取第一信号；可调谐滤波器，用于根据第一信号进行信道选择和切换，以输出变频后的信号。以输出变频后的信号。以输出变频后的信号。

Down conversion device and method based on optical frequency comb

【技术实现步骤摘要】
基于光学频率梳的下变频装置及下变频方法


[0001]本公开涉及微波光子领域，特别是涉及一种基于光学频率梳的下变频装置及下变频方法。

技术介绍

[0002]在雷达系统和卫星通信系统中，信道化发射机和信道化接收机是非常重要的组成部分。但是信道化发射机和信道化接收机体积庞大、功耗高、系统复杂。下变频是信道化的关键步骤，而利用纯微波技术的下变频方案受限于“电子瓶颈”，无法满足实际应用需求。

技术实现思路

[0003](一)要解决的技术问题
[0004]有鉴于此，本公开的目的在于提供一种基于光学频率梳的下变频装置及下变频方法，以克服传统电子技术在重量、体积、带宽和电磁兼容性等方面存在的局限性。
[0005](二)技术方案
[0006]本公开一方面提供一种基于光学频率梳的下变频装置，该基于光学频率梳的下变频装置包括：第一光学频率梳模块和第二光学频率梳模块，第一光学频率梳模块和第二光学频率梳模块分别用于输出第一光学频率梳和第二光学频率梳；强度调制器，用于接收微波信号和第二光学频率梳，并将微波信号调制到第二光学频率梳上，以输出第一光载波；合束器，用于将第一光学频率梳和第一光载波合成一路光信号，以输出第二光载波；光电探测器，用于接收第二光载波，并将微波信号从第二光载波中解调出来，并根据解调出来的信号获取第一信号；可调谐滤波器，用于根据第一信号进行信道选择和切换，以输出变频后的信号。
[0007]可选地，第一光学频率梳和第二光学频率梳的频率间隔大于50GHz。
[0008]可选地，第一光学频率梳和第二光学频率梳的频率间隔不相等。
[0009]可选地，第一光学频率梳和第二光学频率梳有一根梳齿完全重合。
[0010]可选地，强度调制器的调制带宽不低于10GHz。
[0011]可选地，强度调制器为铌酸锂强度调制器或硅基强度调制器或铟磷基强度调制器。
[0012]可选地，合束器的工作波段覆盖C波段，损耗低于1dB。
[0013]可选地，光电探测器的带宽不低于10GHz。
[0014]可选地，可调谐滤波器的最小带宽小于1GHz，中心频率可调谐范围为1～18GHz。
[0015]本公开另一方面提供一种基于光学频率梳的下变频方法，包括：获取第一光学频率梳和第二光学频率梳；获取微波信号，将微波信号调制到第二光信号上，以输出第一光载波；将第一光学频率梳和第一光载波合成为一路光信号，以输出第二光载波；将微波信号从第二光载波中解调出来，并根据解调出来的信号获取第一信号；根据第一信号进行信道选择和切换，以输出变频后的信号。
[0016](三)有益效果
[0017]本公开提供的一种基于光学频率梳的下变频装置及下变频方法，其有益效果为：
[0018](1)基于本公开中的基于光学频率梳的下变频装置，利用微波光子技术对输入的微波信号进行下变频，可以大大缩小信道化发射机和接收机的体积，简化了其系统结构。
[0019](2)本公开提出的基于光学频率梳的下变频方法，其利用微波光子技术对微波信号进行下变频，可以大大地突破带宽的限制，降低功耗，为信道化提供了一种简单的下变频方法。
附图说明
[0020]图1示意性示出了本公开实施例中基于光学频率梳的下变频装置；
[0021]图2示意性示出了本公开实施例中基于光学频率梳的下变频方法的流程图；
[0022]图3示意性示出了本公开实施例中基于第一光学频率梳和第一光载波获取第一信号的信号变化过程图；
[0023]图4示意性示出了本公开实施例中可调谐滤波器信道选择之后的输出信号。
[0024]附图标记说明
[0025]100：基于光学频率梳的下变频装置；101：第一光学频率梳模块；102：第二光学频率梳模块；103：强度调制器；104：合束器；105：光电探测器；106：可调谐滤波器；310：第一光载波；320：第一光学频率梳；330：第一信号；410：变频后的信号；420：信道选择后的输出信号。
具体实施方式
[0026]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体细节，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0027]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0028]应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
[0029]正如
技术介绍
所介绍的，在雷达系统和卫星通信系统中，信道化发射机和信道化接收机是非常重要的组成部分。但是现有技术中的信道化发射机和信道化接收机体积庞大、功耗高、系统复杂。下变频是信道化的关键步骤，而利用纯微波技术的下变频方案受限于“电子瓶颈”，无法满足实际应用需求。
[0030]本公开通过研究发现，结合光子技术，利用光学的方法来对微波信号进行产生、处理和传输，可以大大突破带宽的限制，将微波拓展到了更广阔的应用中。微波光子学可以满足对小体积、低功耗、高带宽的微波光子器件的需求。基于此，本公开提出一种基于光学频率梳的下变频装置及下变频方法，以克服传统电子技术在重量、体积、带宽和电磁兼容性等
方面存在的局限性。而基于微波光子技术进行下变频，可以缩小信道化发射机和接收机的体积，简化系统结构。
[0031]图1示意性示出了本公开实施例中基于光学频率梳的下变频装置。
[0032]如图1所示，本公开实施例中提出了一种基于光学频率梳的下变频装置100，该基于光学频率梳的下变频装置100包括：第一光学频率梳模块101、第二光学频率梳模块102、强度调制器103、合束器104、光电探测器105和可调谐滤波器106。
[0033]其中，第一光学频率梳模块101和第二光学频率梳模块102分别用于输出第一光学频率梳和第二光学频率梳。
[0034]强度调制器103用于接收微波信号和第二光学频率梳，并将微波信号调制到第二光学频率梳上，以输出第一光载波。
[0035]合束器104用于将第一光学频率梳和第一光载波合成一路光信号，以输出第二光载波。
[0036]光电探测器105用于接收第二光载波，并将微波信号从第二光载波中解调出来，并根据解调出来的信号获取第一信号。
[0037]可调谐滤波器106用于根据第一信号进行信道选择和切换，以输出变频后的信号。具体地，通过调节可调谐滤波器106的中心频率和通带带宽进行信道选择和切换，以输出变频后的信号。
[0038]根据本公开实施例，第一光学频率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光学频率梳的下变频装置，其特征在于，所述基于光学频率梳的下变频装置(100)包括：第一光学频率梳模块(101)和第二光学频率梳模块(102)，所述第一光学频率梳模块(101)和所述第二光学频率梳模块(102)分别用于输出第一光学频率梳和第二光学频率梳；强度调制器(103)，用于接收微波信号和所述第二光学频率梳，并将所述微波信号调制到所述第二光学频率梳上，以输出第一光载波；合束器(104)，用于将所述第一光学频率梳和所述第一光载波合成一路光信号，以输出第二光载波；光电探测器(105)，用于接收所述第二光载波，并将所述微波信号从所述第二光载波中解调出来，并根据解调出来的信号获取第一信号；可调谐滤波器(106)，用于根据所述第一信号进行信道选择和切换，以输出变频后的信号。2.如权利要求1所述的基于光学频率梳的下变频装置，其特征在于，所述第一光学频率梳和所述第二光学频率梳的频率间隔大于50GHz。3.如权利要求1或2所述的基于光学频率梳的下变频装置，其特征在于，所述第一光学频率梳和所述第二光学频率梳的频率间隔不相等。4.如权利要求3所述的基于光学频率梳的下变频装置，其特征在于，所述第一光学频率梳和所述第二光...

【专利技术属性】
技术研发人员：于文琦，赵泽平，李金野，戴双兴，刘建国，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：