一种基于DP-BPSK的可切换多格式啁啾信号的光子生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于DP

【技术实现步骤摘要】
一种基于DP
‑
BPSK的可切换多格式啁啾信号的光子生成方法


[0001]本专利技术涉及雷达
、光通信
和微波
，主要涉及利用光学技术 产生多格式可切换啁啾信号。

技术介绍

[0002]啁啾信号在现代雷达系统中起着重要的脉冲压缩作用，几十年来越来越受到人们的关 注。为了对目标提供完整的认识，现代雷达系统越来越需要具有多格式和大时
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带宽乘积 (TBWP)的信号。传统的电子器件通常有工作带宽窄、载频低、采样率低等问题，因此难以在 电域中产生TBWP较大的啁啾信号。采用光子辅助的啁啾信号的产生具有带宽大、损耗小、 可调谐性好的特点，是一种极具发展前景的信号生成技术。
[0003]微波光子具有瞬时带宽大、体积小、功耗小、抗电磁干扰强、可并行处理多个信息点 的优势，因此多格式可切换的啁啾信号的光学生成技术逐渐成为了研究的重点。
[0004]为了获取TBWP较大的啁啾信号，出现了各种各样的光子辅助啁啾信号产生的方案。 通过建立一个以频域
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时域映射为基础的自由空间光学系统，以获得TBWP较大的啁啾信号、 然而此系统存在体积大、损耗大的缺点。另外，可通过半导体将激光器中的光信号注入到两 个主激光器，并对其中一个主激光器进行适当的控制，可以得到啁啾信号。然而，使用多路 激光器会增加光链路的相位噪声，并且光路分离会降低系统的稳定性。另外，利用线性啁啾 光纤布拉格光栅等光学器件的特性产生大的啁啾信号的方法，由于线性啁啾光纤布拉格光栅 带宽的限制，得到的线性啁啾信号的频率可调谐性较差。基于光偏振复用，利用集成的双偏 振正交相移键控DP
‑
QPSK调制器产生的啁啾信号，DP
‑
QPSK调制器面临偏置电压漂移的问 题。建立光移频环产生的大TBWP的频率步进啁啾信号，较好的时延匹配难以控制。利用相 位调制器PM调制抛物线型波形信号，可以产生有限的TBWP的啁啾信号，但是易受调制器 最大输入功率的影响，可通过分裂抛物线波形信号进行相位调制的方法解决，得到的啁啾信 号和TBWP的分割次数有关。对于啁啾信号的精确移相是十分困难，通过对输入信号的相位 进行移相，调整QP
‑
QPSK调制器的偏置偏压获得可切换的多格式啁啾信号，但QP
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QPSK调 制器不能用商用的偏置控制器来控制。采用双并行马赫增德尔调制器，通过调节偏置电压， 可以产生可切换的多波段啁啾信号。因此，为了完成信号多格式的切换，输入信号的功率需 要精确控制，也是雷达系统的一个迫切需求。

技术实现思路

[0005]为了解决技术背景中所存在的问题，该专利技术利用双偏振二相移键控调制器DP
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BPSK 实现可切换多格式啁啾信号的光子生成方法。该方法使用两个并联的双驱动马赫增德尔调制 器DD
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MZMs，其中上路DD
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MZM1工作在最小点，通过调节DD
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MZM2的偏置电压引入相 移可以得到多种格式的啁啾信号。当相移分别设置为π/2、
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π/2和0时，可以产生下、上、 双啁啾信号，实现多格式可切换的啁啾信号生成。采用N次分裂的抛物线波形信号，将产生 的时间带宽积提高N/2倍。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述装置包括1激光器LD、2双偏振二 相移键控调制器DP
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BPSK、3任意波形发生器AWG、4本振信号LO、590
°
电移相器、6单 模光纤SMF、7光电探测器PD。其特征在于由激光器LD产生的线偏振光被送入到DP
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BPSK 中，由AWG产生的分割抛物线波形信号分别驱动DD
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MZM1和DD
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MZM2调制器，本振信 号LO一路直接接入DD
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MZM1中，一路经过90
°
相移后接入DD
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MZM2中，DD
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MZM1在 最小传输点MITP工作，通过调节DD
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MZM2的偏置电压，可以改变输出信号的格式。被调 制信号经过高速PD完成光电转换后，可获得多种格式的啁啾信号，最后可连接示波器或频 谱仪分析。
[0007]所述双偏振二相移键控调制器DP
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BPSK由一个Y型光分路器，两个并行的双驱动马 赫增德尔调制器DD
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MZMs，分别命名为DD
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MZM1和DD
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MZM2，一个90
°
偏振旋转器PR 和一个偏振合束器PBC构成。
[0008]本专利技术中的调制器的偏置电压可以由市面上的偏置控制器来控制，使得整个结构稳定 易控制。该专利技术对功率衰减的抗干扰性使其在分布式部署中，提高了雷达系统的生存能力。 此外，利用分裂抛物线波形信号产生啁啾信号可以大大提高信号的TBWP。
[0009]本专利技术在工作时包括以下步骤：(1)从激光器发出波长为λ的连续光载波注入到DP
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BPSK调制器中。(2)由任意波形发生器AWG产生的切割抛物线信号一路直接接入DD
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MZM1中，另 一路直接接入DD
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MZM2中。通过对分裂抛物线波形信号进行相位调制，得到啁啾 信号的TBWP。(3)本振LO信号一路直接接入DD
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MZM1中，一路经过90
°
相移后接入DD
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MZM2 中，DD
‑
MZM1工作在最小点，通过调节DD
‑
MZM2的工作点，可以实现上、下、 双啁啾信号的灵活切换。DD
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MZM1与DD
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MZM2调制之后的信号通过PBC偏振合 束后形成偏振复用信号。(4)DP
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BPSK内部的偏振合束器将上下两路调制后的光信号复合为偏振复用光，输出 调制器注入单模光纤(SMF)，实现远距离传输。(5)最后，DP
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BPSK输出的偏振复用信号进入PD中进行光电探测，由于PD属于相 干探测，偏振复用信号输入后，同属一个偏振态上的可进行拍频，不同属一个偏振 态所以互不干扰。(6)最终输出光电流的格式受DD
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MZM2偏置电压引入的相移的影响。随着相移的变化，部分输出光电流被消除。通过调节DD
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MZM2的偏置电压引入的相移，可 以实现多种格式的啁啾信号。(7)改变本振信号LO的频率，使用长度为25km的SMF传输调制光信号。
[0010]本专利技术提出的一种基于DP
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BPSK的可切换多格式啁啾信号的光子生成方法，该专利技术 采用双偏振二相移键控调制器DP
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BPSK将本振信号LO和切割抛物线信号调制后进行偏振复 用，并通过确定DD
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MZM1工作在最小传输点MITP，调节DD
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DP
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BPSK的可切换多格式啁啾信号的光子生成方法，包括激光器LD、双偏振二相移键控调制器DP
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BPSK、任意波形发生器AWG、本振信号LO、90
°
电移相器、单模光纤SMF、光电探测器PD，其中双偏振二相移键控调制器DP
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BPSK内部集成了两个并行的双驱动马赫增德尔调制器DD
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MZM1和DD
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MZM2、偏振旋转器PR和偏振合束器PBC；其特征在于：由激光器LD产生的线偏振光被送入到DP
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BPSK调制器中，AWG产生的切割抛物线波形信号分别驱动DD
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓，冀军，文爱军，门渊，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：