【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光载射频，具体涉及一种高幅度一致性微波光子接收模块。
技术介绍
1、针对低频段有源相控阵雷达，单一孔径已难以应对其日益发展的应用需求。未来将基于多个分布式孔径的相参合成实现超大孔径，获得足够的天线增益，并补偿平台供电能力的大幅度减少，进而实现高分辨率的多角度探测，提高系统机动性及目标检测性能。应对大口径、分布式的需求，需要完成相控阵雷达所需的时钟、本振等多种射频信号的远距离传输分配；同时为满足系统低承载、弱供电的需求，需要构建出轻薄化、低密度的传输分配网络。用光取代电，辅以丰富的时空频能复用技术，是实现上述分布式天线单元与中心节点间基准与模拟信号传输分配的关键。
2、相控阵对通道间的幅相一致性要求较高，而基于传统微波光子传输链路构建的基准及模拟信号传输分配网络在幅度一致性方面往往难以满足要求。一方面，完成电光调制及光电转换的有源器件本身的性能差异会导致最终输出射频信号的幅度不一致；另一方面，光传输分配网络中的关键单元——光分路器也无法完成对输入光载波的功率均分，且因光分配不均匀导致的幅度差异还会随着网络节点数的增加愈发恶化。
3、为了消除这种幅度差异，已有的做法分别在光路和电路上进行调控。光路调控又分为光纤调配优化及光功率自动反馈补偿两种。光纤调配优化的具体解决方案是通过优化连接器内部结构来降低插入损耗及连接损耗的不一致性，同时对光分路芯件进行筛选，将损耗偏离统计均值较大的予以剔除，最后根据各部件的插入损耗数值，在整套产品调试时调整光路搭配顺序，从而达到优化整体链路幅度差异的目的。但这种做法
4、综上，射频光纤传输技术已成为在“分布式、大口径、低承载、弱供电”场景下完成基准及模拟信号传输分配的有效手段，但迫切需要寻求新的手段，在实现各节点高幅度一致性优化的同时，做到不损失系统的可维修和互换性，不过度增加系统复杂度。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的不足，本专利技术提出了一种基准/模拟信号多节点微波光子传输分配网络中各节点高幅度一致性实现方法及装置，旨在解决目前基于微波光子的多通道射频传输分配网络中通道间幅度差异大，光路匹配维修互换性差，反馈补偿调控系统复杂度大的技术问题。
2、本专利技术的一种高幅度一致性微波光子接收模块，包括光电探测器、第一低相位噪声放大器、射频衰减器、第二低相位噪声放大器、低通滤波器等。其中，光电探测器的射频输出端与第一低相位噪声放大器输入端连接，第一低相位噪声放大器输出端与射频衰减器输入端连接，射频衰减器输出端与第二低相位噪声放大器输入端连接，第二低相位噪声放大器输出端与低通滤波器输入端连接。光电探测器，用于将输入的光载射频信号转换为射频信号；第一低相位噪声放大器，用于将光电探测器输出的射频信号进行驱动放大；射频衰减器，用于调节驱动放大输出的射频功率，避免下一级射频放大的过饱和，同时起到两级放大间射频隔离作用，避免单级增益过高导致链路不稳定；第二低相位噪声放大器，用于对射频信号进行饱和放大，通过适当射频功率压缩，保证在输入射频信号幅度存在起伏的情况下输出射频信号的幅度稳定；低通滤波器，用于对传输射频信号高次谐波的抑制；单模光纤，用于光载微波信号的输入射频线缆，用于模块内部各芯片/器件间的射频连接，同时维持较低的损耗。
3、光电探测器实现光电转换，将输入的光载射频信号转变为射频信号输出；第一低相位噪声放大器工作在线性放大状态，起到将光电转换输出的射频信号驱动放大的作用；射频衰减器置于两个低相位噪声放大器之间，起到两级放大间射频隔离及调控链路射频功率分配的目的，其衰减量需根据链路增益分配进行确定，遵循原则是让第二级低相位噪声放大器工作于饱和状态并避免饱和深度过深；第二低相位噪声放大器工作于饱和放大状态，通过适当射频功率压缩，保证在输入射频信号幅度存在起伏的情况下输出射频信号幅度稳定；低通滤波器的作用是使得传输的基波信号通过，对其高次谐波进行抑制。补充说明的是，第一、第二放大器均选用低相位噪声放大器其目的在于获得足够射频增益同时不对传输的基准信号或模拟信号的相位噪声造成恶化。
4、本专利技术通过在光电转换后引入射频饱和放大链，调控各级放大器的增益使得最后的射频放大工作在饱和状态，使得在一定的饱和深度范围内，进入光电转换的光功率差异及光电转换器件差异均不会对最终射频输出的幅度造成明显影响，达到高幅度一致性射频输出调控的目的。本专利技术采用的是多级放大末级推饱和的方案，其目的是避免单级放大增益过高造成链路不稳定。在多级放大间加入射频衰减，可达到灵活调控放大链增益分配，进一步提升链路稳定性和可靠性。此外，在末级放大的输出端串联低通滤波器，可对因射频饱和放大造成的谐波性能恶化起到一定抑制作用。需要说明的是，本专利技术的链路其末级饱和深度不宜过大，应避免出现因深度饱和下的强非线性效应造成相位超差。
5、光电探测器为pin型光电探测器；优选的，其输入光功率的1db饱和点应不低于10dbm，响应度应不低于0.8a/w。
6、第一低相位噪声放大器工作在线性功率放大模式，在具体实施时，在该放大器最大增益状态下，光电探测器输出的不同射频功率值均不会导致该放大器饱和。也即该放大器的输出1db压缩点p1-out1db应满足p1-out1db≥pout-pd(max)+g1+1(db)，式中，pout-pd(max)表示光电探测器输出的最大射频功率，g1表示该放大器的增益。
7、射频衰减器的衰减量为固定值，其衰减量l的选取应遵循如下公式：
8、l＝(pout-pd(max)+g1)-(p2-sat+dmax-g2)(db)；式中，p2-sat表示第二低相噪放大器的饱和输出功率，dmax表本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高幅度一致性微波光子接收模块，其特征在于：包括：光电探测器、第一低相位噪声放大器、射频衰减器、第二低相位噪声放大器、低通滤波器；光电探测器的射频输出端与第一低相位噪声放大器输入端连接，第一低相位噪声放大器输出端与射频衰减器输入端连接，射频衰减器输出端与第二低相位噪声放大器输入端连接，第二低相位噪声放大器输出端与低通滤波器输入端连接；
2.根据权利要求1所述的一种高幅度一致性微波光子接收模块，其特征在于：所述光电探测器为PIN型光电探测器；其输入光功率的1dB饱和点不低于10dBm，响应度应不低于0.8A/W。
3.根据权利要求1所述的一种高幅度一致性微波光子接收模块，其特征在于：所述第一低相位噪声放大器工作在线性功率放大模式，在最大增益状态下，光电探测器输出的不同射频功率值均不会导致第一低相位噪声放大器饱和。
4.根据权利要求1所述的一种高幅度一致性微波光子接收模块，其特征在于：所述射频衰减器的衰减量为固定值。
5.根据权利要求1所述的一种高幅度一致性微波光子接收模块，其特征在于：所述第二低相位噪声放大器工作在饱和功率放大模
6.根据权利要求1所述的一种高幅度一致性微波光子接收模块，其特征在于：所述低通滤波器的截止频率fc的典型值应满足：fc≤1.2f0；式中，f0表示被传输信号的频率，且其阻带衰减应满足≥20@2f0。
7.根据权利要求1所述的一种高幅度一致性微波光子接收模块，其特征在于：所述第一低相位噪声放大器、第二低相位噪声放大器均具备较低的附加相位噪声。
...【技术特征摘要】
1.一种高幅度一致性微波光子接收模块，其特征在于：包括：光电探测器、第一低相位噪声放大器、射频衰减器、第二低相位噪声放大器、低通滤波器；光电探测器的射频输出端与第一低相位噪声放大器输入端连接，第一低相位噪声放大器输出端与射频衰减器输入端连接，射频衰减器输出端与第二低相位噪声放大器输入端连接，第二低相位噪声放大器输出端与低通滤波器输入端连接；
2.根据权利要求1所述的一种高幅度一致性微波光子接收模块，其特征在于：所述光电探测器为pin型光电探测器；其输入光功率的1db饱和点不低于10dbm，响应度应不低于0.8a/w。
3.根据权利要求1所述的一种高幅度一致性微波光子接收模块，其特征在于：所述第一低相位噪声放大器工作在线性功率放大模式，在最大增益状态下，光电探测器输出的不同射频功率值均不会导致...
【专利技术属性】
技术研发人员：高晖，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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