本发明专利技术公开了一种基于光开关的微波光子跳频信号产生装置及方法，属于光通信技术领域。本发明专利技术由光源、分束器、光频梳生成器、电光移频器、声光调制器、数字频率合成器、滤波器阵列、信号控制单元、电控高速光开关、合束器、光电探测器组成。本发明专利技术利用超窄带宽光滤波器将光频梳梳齿分离，通过光开关选通与本振光拍频产生跳频信号。相比现有技术，本发明专利技术能够产生高速高阶高稳定性的跳频信号。高速高阶高稳定性的跳频信号。高速高阶高稳定性的跳频信号。
【技术实现步骤摘要】
一种基于光开关的微波光子跳频信号产生装置及方法
[0001]本专利技术属于光通信
，具体涉及一种基于光开关的微波光子跳频信号产生装置及方法。
技术介绍
[0002]随着日益增长的电子战威胁，军事通信中受截获和干扰的风险不断增加。高速跳频通信有着良好的保密性和抗干扰性能，特别在军事通信领域中得到了飞速发展，现在绝大多数军用通信系统都采用跳频通信以增加抗干扰、抗截获的能力。然而目前主要的跳频通信系统受到电子器件本身的限制，跳频速度仅能够达到毫秒量级，跳频带宽难以达到GHz量级，难以满足应用需求。
[0003]微波光子学融合了光子技术高速率、大带宽、低损耗、抗电磁干扰能力强等特点，在一定程度上弥补了电子技术的不足，因此近年来，基于微波光子技术的跳频信号产生方案陆续受到研究者们的关注。光学跳频信号产生方法主要包括电光调制器法、直调激光器外差法和可调滤波器法。其中第一类利用基带编码信号控制电光调制器实现开关功能，使基带信号对应不同频率的输出，这种方案简单但是只能产生二阶跳频信号；第二类方案用基带信号控制DBR激光器的相区改变激光器输出频率，通过外差检测得到多阶跳频信号，在实际中DBR激光器的波长调谐速度慢难以实现高速跳频，并且在调谐过程中稳定性差；第三类方案中滤波器中心频率易受环境的影响，产生跳频信号频率稳定性差。
技术实现思路
[0004]为了克服上述技术存在的不足，本专利技术提供了一种基于光开关的微波光子跳频信号产生装置及方法，利用窄带滤波器将较小重复频率光频梳的梳齿分开，通过光开关选择不同的梳齿与本振光拍频产生高速跳频信号。
[0005]本专利技术为了实现上述目的，具体采用了以下技术方案：一种基于光开关的微波光子跳频信号产生装置，包括光源1、分束器2、光梳生成器3、电光移频器4、声光调制器5、时钟频率源6、数字频率合成器7、滤波器阵列8、信号控制单元9、电控高速光开关10、合束器11、光电探测器12；其中，光源1产生的光信号经分束器2分为上支路和下支路，时钟频率源6产生时钟信号和频率信号，下支路经过电光移频器4改变光频作为本振，上支路经光频梳生产器3产生光频梳；数字频率合成器7产生的基带信号经声光调制器5加载到每一根光梳齿上，滤波器阵列8将光梳齿分离并输入电控高速光开关10；信号控制单元9控制光开关对输入通道按照跳频图案选通，并与本振光经过合束器11合束后进入光电探测器12拍频，产生跳频信号。
[0006]一种基于光开关的微波光子跳频信号产生方法，包括以下步骤：将光源1产生的光信号经分束器2分为上支路和下支路；通过时钟频率源6产生时钟信号和频率信号；下支路经过电光移频器4改变光频作为本振；
上支路经光频梳生产器3产生光频梳；数字频率合成器7产生的基带信号经声光调制器5加载到每一根光梳齿上；滤波器阵列8将光梳齿分离并输入电控高速光开关10；信号控制单元9控制光开关对输入通道按照跳频图案选通，并与本振光经过合束器11合束后进入光电探测器12拍频，产生跳频信号。
[0007]本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过产生重复频率较低的光频梳，利用具有超窄带宽的光滤波器将梳齿分离，再通过电控高速光开关选择与本振光拍频产生高速跳频信号。
[0008]2、本专利技术利用光频梳产生多个光频信号可以实现高阶跳频信号，高速电控光开关相比直调激光器响应更快，因此能够实现高速高阶高稳定性的跳频信号产生。
附图说明
[0009]图1为本专利技术实施例中一种基于光开关的微波光子跳频信号产生装置的结构示意图。
[0010]图2为本专利技术实施例的跳频信号产生原理示意图。
[0011]图3为本专利技术实施例产生四阶跳频信号短时傅里叶变换图。
实施方式
[0012]为了本
的人员更好的理解本专利技术专利，下面结合附图和以下实例对本专利技术专利做进一步详细描述。
[0013]如图1所示，一种基于光开关的微波光子跳频信号产生装置，包括光源1、分束器2、光梳生成器3、电光移频器4、声光调制器5、时钟频率源6、数字频率合成器7、 滤波器阵列8、信号控制单元9、电控高速光开关10、合束器11、光电探测器12。
[0014]如图2所示，采用上述装置产生微波光子跳频信号的步骤如下：光源1经过分束器2等分为两束，一路直接进入光频梳产生器3产生光频梳，另一路进入电光移频器4经过移频作为本振，数字频率合成器7产生的基带信号通过声光调制器5加载到光频梳每根梳齿上，通过滤波器阵列8将每根梳齿分离，输入电控高速光开关10中，信号控制单元9按照跳频图案产生控制信号对光开关进行控制，输出频率跳变的光信号与本振光经合束器11合束后输入光电探测器12拍频产生跳频信号。
[0015]下面为一个更具体的例子：参见图1，一种基于光开关的微波光子跳频信号产生装置，主要由光源1、分束器2、光梳生成器3、电光移频器4、声光调制器5、时钟频率源6、数字频率合成器7、 滤波器阵列8、信号控制单元9、电控高速光开关10、合束器11、光电探测器12组成。
[0016]其中，光源是稳定输出载波193400GHz的激光被分为两路，时钟频率源产生7GHz和3GHz的频率信号用来产生重频为7GHz的光频梳和电光移频，用四个带宽小于2GHz的超窄光滤波器分离频率为193414GHz、193407GHz、193393GHz、193386GHz的信号。4
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1高速光开关在四个通道间切换与移频后的频率为193403GHz信号拍频，输出四阶跳频信号。图3为产生跳频信号的短时傅立叶变换图， 跳频信号依次在17GHz、10GHz、4GHz、11GHz之间跳变，每个频率持续时间为10μs，跳速高达每秒十万跳。
[0017]总之，本专利技术利用超窄带宽光滤波器将光频梳梳齿分离，通过光开关选通与本振光拍频产生跳频信号。相比现有技术，本专利技术能够产生高速高阶高稳定性的跳频信号。
[0018]以上所述仅为本专利技术在实施例中的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本专利技术保护范围之内。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于光开关的微波光子跳频信号产生装置，其特征在于，包括光源（1）、分束器（2）、光梳生成器（3）、电光移频器（4）、声光调制器（5）、时钟频率源（6）、数字频率合成器（7）、滤波器阵列（8）、信号控制单元（9）、电控高速光开关（10）、合束器（11）、光电探测器（12）；其中，光源（1）产生的光信号经分束器（2）分为上支路和下支路，时钟频率源（6）产生时钟信号和频率信号，下支路经过电光移频器（4）改变光频作为本振，上支路经光频梳生产器（3）产生光频梳；数字频率合成器（7）产生的基带信号经声光调制器（5）加载到每一根光梳齿上，滤波器阵列（8）将光梳齿分离并输入电控高速光开关（10）；信号控制单元（9）控制光开关对输入...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢贯苏，李少波，梁晓东，刘彦丹，马向，于文琦，梁宇，张磊，王东杰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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