【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波光子，尤其涉及一种适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路及实现方法。
技术介绍
1、微波光子技术是一种融合了微波技术和光子技术的新型交叉学科，在光域进行微波信号的产生、传输及处理等，与传统的微波技术相比，具有宽带性、高速性、并行性、小巧性、电磁兼容性和抗干扰性等一系列优势。基于外部调制的微波光子链路具有大带宽、大动态范围、高可靠性等优势，具有较好的应用前景。但对于电光外调制微波光子链路来讲，通常由于电光调制器的非线性效应，容易产生非线性失真，从而限制微波光子链路的无杂散动态范围。无杂散动态范围为信号输出功率大于系统输出噪底功率，且交调失真功率小于系统输出噪底功率的信号输入功率范围。交调失真抑制是提升无杂散动态范围最灵活、最有效的方式之一。
2、目前已有多项报道的微波光子链路中运用了电学器件进行失真消除，电学器件频率相关特性使微波光子链路只能在有限的频率范围内实现三阶交调失真的抑制。另外，已报道的在光域进行三阶交调失真抑制的微波光子链路，如采用硅基液晶光处理器对光载波带进行相位调控、采用偏振相位调制器、双平行调制器等实现非线性失真的抵消，通常调控较为复杂。而二阶交调失真所致的二阶无杂散范围受限较少受到关注，但它对于宽带射频系统来讲，是需要迫切予以解决的问题。根据应用场景进行适应工作带宽和无杂散动态范围灵活重构的微波光子链路能够较好地提升系统的灵活性，节约成本，而相关的研究较少。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路及
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，包括：
4、通过激光器产生光载波并注入至双平行马赫-曾德尔调制器，在双平行马赫-曾德尔调制器的输入端分为比例可调的两束，分别注入至双平行马赫-曾德尔调制器的上路子调制器和下路子调制器，所述上路子调制器和下路子调制器并联连接且工作在推挽状态；
5、将射频信号施加在上路子调制器上，对注入的光载波进行调制；
6、通过偏置控制单元对上路子调制器施加直流偏置电压v1，偏置角为并对下路子调制器施加与上路子调制器相互关联的直流偏置电压v2，偏置角为且本专利技术采用相互关联的偏压控制方式，可避免多个直流偏置电压的同时精细控制，极大简化了偏压控制的难度；
7、通过偏置控制单元对双平行马赫-曾德尔调制器的主调制器施加固定的直流偏置电压v3，使上下两路的光信号场强产生180°相位差，并输出调制光信号。
8、进一步地，所述双平行马赫-曾德尔调制器输出的调制光信号经过传输后，能够通过光电探测器进行平方率探测与光电转换，恢复出射频信号。
9、进一步地，所述双平行马赫-曾德尔调制器输出的调制光信号的表达式包括：
10、
11、其中，为光载波电场，p为光载波光功率，ωc为光载波角频率；α为光载波在上路的光功率分配比；m＝πvrf/vπ为调制系数，vrf为射频信号幅度，vπ为上路子调制器的半波电压；偏置角偏置角ω1和ω2为射频信号的角频率，该射频信号为双音信号。
12、进一步地，所述调制光信号输入至光电探测器后，由光载波、边带自拍频和互拍频所产生三阶交调失真的光电流iimd3表达式包括：
13、
14、其中，jn(m)为第一类bessel函数；经上路子调制器光载波及边带自拍频产生的光电流分别为i1,i2,i3，经上路子调制器边带与下路子调制器载波互拍频产生的光电流为i4。
15、进一步地，对第一类bessel函数展开，并令各个三阶交调失真之和为零，得到消除三阶交调失真的条件为：
16、
17、存在最佳的偏置角和光功率分配比α，满足三阶交调失真的完全抑制及三阶无杂散动态范围的最优化条件。
18、进一步地，通过优化光功率分配比α和偏置角使光电流i4与i1,i2,i3三者之和的幅度相等，且相位相反，从而实现三阶交调失真抑制及三阶无杂散动态范围的最优化，完成微波光子链路窄带大动态范围工作模式的配置。
19、进一步地，所述调制光信号输入至光电探测器后，由光载波、边带自拍频和互拍频产生二次谐波失真的光电流表达式包括：
20、
21、其中，jn(m)为第一类bessel函数；经上路子调制器载波及边带自拍频产生的光电流分别为i'1和i'2，经上路子调制器边带与下路子调制器载波互拍频产生的光电流为i'3；施加下路子调制器上的偏置角度
22、进一步地，对第一类bessel函数展开，并令各个二次谐波失真产物之和为零，得到抑制二次谐波失真的条件为：
23、
24、由于链路中二阶交调失真与二次谐波失真的产生和抑制的条件是同等的，根据链路宽带特性要求，这里仅以二次谐波失真抑制进行分析。存在最佳的偏置角和光功率分配比α'，满足二阶交调失真/二次谐波失真的完全抑制及二阶无杂散动态范围的最优化条件。
25、进一步地，通过优化光功率分配比α'和偏置角使光电流i'1与i'2、i'3二者之和的幅度相等，且相位相反，从而实现二阶交调失真/二次谐波失真及二阶无杂散动态范围的最优化，完成微波光子链路超宽带工作模式的配置。
26、本专利技术无需多个偏置点的复杂调控，仅通过对双平行马赫-增德尔调制器上路子调制器施加偏置角及光功率分配比的优化配置，即可实现微波光子链路窄带大动态、超宽带两种工作模式的灵活重构。
27、一种适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路，包括激光器、双平行马赫-曾德尔调制器以及偏置控制单元以及光电探测器，所述双平行马赫-曾德尔调制器包括上路子调制器、下路子调制器以及主调制器，所述上路子调制器和下路子调制器并联连接且工作在推挽状态，所述上路子调制器和下路子调制器分别位于主调制器的上下两臂；
28、所述激光器产生光载波并注入双平行马赫-增德尔调制器，在双平行马赫-曾德尔调制器的输入端分为比例可调的两束，分别注入至上路子调制器和下路子调制器；所述上路子调制器还施加有射频信号，对注入的光载波进行调制；
29、所述偏置控制单元被配置为对上路子调制器施加直流偏置电压v1，偏置角为并对下路子调制器施加与上路子调制器相互关联的直流偏置电压v2，偏置角为且以及对主调制器施加固定的直流偏置电压v3，使上下两路的光信号场强产生180°相位差，并输出调制光信号；
30、所述光电探测器被配置为进行平方率探测，实现光载波及其边带之间的差拍，恢复出射频信号。
31、本专利技术的有益效果在于：
32、1、本专利技术通过控制双平行马赫-曾德尔调制器的单一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，所述双平行马赫-曾德尔调制器输出的调制光信号经过传输后，能够通过光电探测器进行平方率探测与光电转换，恢复出射频信号。
3.根据权利要求1所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，所述双平行马赫-曾德尔调制器输出的调制光信号的表达式包括：
4.根据权利要求3所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，所述调制光信号输入至光电探测器后，由光载波、边带自拍频和互拍频所产生三阶交调失真的光电流IIMD3表达式包括：
5.根据权利要求4所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，对第一类Bessel函数展开，并令各个三阶交调失真之和为零，得到消除三阶交调失真的条件为：
6.根据权利要求5所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，通过优化光功率分配比α和偏置角使光电流I4与I1,I2,
7.根据权利要求3所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，所述调制光信号输入至光电探测器后，由光载波、边带自拍频和互拍频产生二次谐波失真的光电流表达式包括：
8.根据权利要求7所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，对第一类Bessel函数展开，并令各个二次谐波失真产物之和为零，得到消除二次谐波失真的条件为：
9.根据权利要求8所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，通过优化光功率分配比α'和偏置角使光电流I1'与I'2、I3'二者之和的幅度相等，且相位相反，从而实现二次谐波失真抑制及二阶无杂散动态范围的最优化，完成微波光子链路超宽带工作模式的配置。
10.一种适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路，其特征在于，包括激光器、双平行马赫-曾德尔调制器、偏置控制单元以及光电探测器，所述双平行马赫-曾德尔调制器包括上路子调制器、下路子调制器以及主调制器，所述上路子调制器和下路子调制器并联连接且工作在推挽状态，所述上路子调制器和下路子调制器分别位于主调制器的上下两臂；
...【技术特征摘要】
1.一种适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，所述双平行马赫-曾德尔调制器输出的调制光信号经过传输后，能够通过光电探测器进行平方率探测与光电转换，恢复出射频信号。
3.根据权利要求1所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，所述双平行马赫-曾德尔调制器输出的调制光信号的表达式包括：
4.根据权利要求3所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，所述调制光信号输入至光电探测器后，由光载波、边带自拍频和互拍频所产生三阶交调失真的光电流iimd3表达式包括：
5.根据权利要求4所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，对第一类bessel函数展开，并令各个三阶交调失真之和为零，得到消除三阶交调失真的条件为：
6.根据权利要求5所述的适应带宽及动态范围可重构的微波光子链路实现方法，其特征在于，通过优化光功率分配比α和偏置角使光电流i4与i1,i2,i3三者之和的幅度相等，且相位相反，从实现三阶交调失真抑制及三阶无杂散...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔岩，徐嘉鑫，周涛，杨振，李睿，陈智宇，钟欣，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：
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