基于光梳的偏振复用信道化接收机制造技术

一种基于光梳的偏振复用信道化接收机，包括：一平坦光梳发生器；一光强度调制器，其与平坦光梳发生器连接；一光耦合器，该其与光强度调制器连接；一声光调制器，其与光耦合器连接；一可变衰减器，其与光耦合器连接；一第一偏振控制器，其与可变衰减器连接；一第二偏振控制器，其与声光调制器连接；一偏振合束器，与第一偏振控制器连接；一F-P标准具，其与偏振合束器连接；一第三偏振控制器，其与F-P标准具连接；一偏振分束器，其与第三偏振控制器连接；分别与偏振分束器连接；一第一光电探测器阵列和一第二光电探测器阵列，分别与第一波分复用器和第二波分复用器连接。其是在不改变光梳光谱分量数目的基础上，提高测量范围及测量精度。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波光子信号处理的
，其是用于实时测量宽带射频信号的频谱特性，能够产生高精度的射频信号频率谱，特别涉及一种基于光梳的偏振复用信道化接收机。
技术介绍
在现代军用雷达系统中，对宽带射频信号频谱的实时监测与测量是必不可少的一个重要部分。然而，由于电子器件的实时带宽有限，直接的全频谱实时监测到目前为止还无法实现。因此，目前通用的射频频谱实时监测分为两步进行。首先，对宽带射频信号进行信道化接收，即将宽带频谱划分为多个子带，然后对其并行接收；其次，对信道化接收后的信号进行模数转换并且进行后续的数字信号处理。其中，信道化接收机作为预处理环节对整个系统的性能有着举足轻重的作用。 传统的纯电子信道化接收机需要用到大量的射频滤波器或介电谐振器。这就导致了系统极为庞大且成本高昂。另外，纯电子的信道化接收机受电子器件带宽限制，很难满足现代军用雷达的带宽要求。近年来，多种采用光子技术的射频信号信道化接收机被提出并受到了广泛的关注。相比于纯电子学的方法，光子射频信号信道化接收机的实时带宽极大、系统轻便、成本低廉，其在雷达系统中的应用前景十分广阔。光子射频信号信道化接收机的种类繁多，有的基于单一光源与布拉格光栅，有的基于多个分立光源与单个光滤波器，有的基于周期滤波的自发辐射噪声信号与单个标准具，还有的基于光梳等等。其中基于光梳的信道化接收机优势明显1)由于光梳固有的相干特性，这种方案可实现极高信噪比的信道化接收；2)仅利用一个光滤波器，系统简单；3)光梳频率间隔稳定，因此光梳与光滤波器之间的频率间隔对准十分简便。然而，基于光梳的信道化接收机目前存在测量范围不足的问题，这一问题的根源在于，现有的光梳产生方法难于产生大量功率平坦的等频率间隔的光谱分量。例如，采用参量混频的光梳产生法只能产生10根光谱分量，其功率波动较大(约7dB);基于微碟的非线性光梳产生法可以产生100根左右的光谱分量，但是其功率波动接近IOdB ;外调制光梳产生法可以产生功率波动极小的光梳，但是其光谱分量的数目有限且需要极大的射频驱动功率。目前急需一种新的技术以解决这一缺陷。
技术实现思路
针对上述基于光梳的信道化接收机所存在的缺点，本专利技术将偏振复用技术引入基于光梳的信道化接收机，从而在不改变光梳光谱分量数目的基础上，提高测量范围及测量精度。本专利技术提供一种基于光梳的偏振复用信道化接收机，包括一平坦光梳发生器，其光梳梳齿的频率间隔严格对应于平坦光梳发生器内的微波源的中心频率；一光强度调制器，该光强度调制器的光第一输入端口与平坦光梳发生器的输出端连接，待测宽带RF信号通过光强度调制器的电第三输入端口调制在初始光梳上；—光稱合器，该光稱合器的第一输入端口与光强度调制器的光第二输出端口连接，该光耦合器的输出端口分为两路；—声光调制器，该声光调制器的 第一光输入端口与光稱合器的第二输出端口连接；一可变衰减器，该可变衰减器的第一输入端口与光耦合器的第三输出端口连接；—第一偏振控制器,该第一偏振控制器的第一输入端口与可变衰减器的第二输出端口连接；—第二偏振控制器,该第二偏振控制器的第一输入端口与声光调制器的第二光输出端口连接；—偏振合束器，该偏振合束器的第一输入端口与第一偏振控制器的第二输出端口连接，该偏振合束器的第二输入端口与第二偏振控制器的第二输出端口连接；— F-P标准具,该F-P标准具的第一输入端口与偏振合束器的第三输出端口连接;—第三偏振控制器,该第三偏振控制器的第一输入端口与F-P标准具的第二输出端口连接；—偏振分束器，该偏振分束器的第一输入端口与第三偏振控制器的第二输出端口连接；—第一波分复用器和一第二波分复用器，该第一波分复用器的第一输入端口与偏振分束器的第二输出端口连接，该第二波分复用器的第一输入端口与偏振分束器的第三输出端口连接；一第一光电探测器阵列和一第二光电探测器阵列，该第一光电探测器阵列的第一输入端与第一波分复用器的第二输出端口阵列连接，该第二光电探测器阵列的第一输入端与第二波分复用器的第二输出端口阵列连接。附图说明为进一步说明本专利技术的
技术实现思路
，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中图I是本专利技术基于光梳的偏振复用信道化接收机原理示意图；图2是F-P标准具滤波原理示意图。具体实施例方式请参阅图I所示，本专利技术提供一种基于光梳的偏振复用信道化接收机，包括一平坦光梳发生器10，其光梳的频率间隔严格对应于平坦光梳发生器10内的微波源e的中心频率；一光强度调制器g，该光强度调制器g的第一光输入端口 I与平坦光梳发生器10的输出端连接，待测宽带RF信号通过光强度调制器g的第三电输入端口 3调制在初始光梳上；—光稱合器h,该光稱合器h的第一输入端口 I与光强度调制器g的第二光输出端口 2连接，该光耦合器h的输出端口分为两路，所述由光耦合器h为50:50的光耦合器，所述分为两路的光耦合器h，对其中一路光梳使用声光调制器i移频，通过调整偏振控制器k和偏振控制器1，使两路光梳在偏振方向上相互垂直，不产生干涉作用；—声光调制器i，该声光调制器i的第一光输入端口 I与光稱合器h的第二输出端口 2连接；一可变衰减器j，该可变衰减器j的第一输入端口 I与光耦合器g的第三输出端口3连接；—第一偏振控制器k,该第一偏振控制器k的第一输入端口 I与可变衰减器j的第二输出端口 2连接； —第二偏振控制器I，该第二偏振控制器I的第一输入端口 I与声光调制器g的第二光输出端口 2连接；—偏振合束器η,该偏振合束器η的第一输入端口 I与第一偏振控制器k的第二输出端口 2连接，该偏振合束器η的第二输入端口 2与第二偏振控制器I的第二输出端口2连接,该偏振合束器η将两路偏振垂直的光梳稱合入同一根光纤；— F-P标准具O,该F-P标准具ο的第一输入端口 I与偏振合束器η的第三输出端口 3连接，F-P标准具ο对输入的偏振垂直的光梳同时进行滤波；—第三偏振控制器m,该第三偏振控制器m的第一输入端口 I与F-P标准具ο的第二输出端口 2连接；—偏振分束器P，该偏振分束器P的第一输入端口 I与第三偏振控制器m的第二输出端口 2连接；—第一波分复用器q和一第二波分复用器r,该第一波分复用器q的第一输入端口 I与偏振分束器P的第二输出端口 2连接,该第二波分复用器r的第一输入端口 I与偏振分束器P的第三输出端口 3连接；—第一光电探测器阵列s和一第二光电探测器阵列t，该第一光电探测器阵列s的第一输入端I与第一波分复用器q的第二输出端口阵列2连接，该第二光电探测器阵列t的第一输入端I与第二波分复用器r的第二输出端口阵列2连接。图2为从偏振合束器η输出的正交的两束光梳经F-P标准具ο滤波后以频率为横坐标的原理示意图，其中FSRF-P标准具F_P标准具ο的自由光谱范围(FSR)；FSRcombO :初始光梳的 FSR ；fl_c、f2_c和f3_c :位于X偏振方向上的光梳相邻梳齿的中心频率；Λ f :位于X和Y偏振方向上的两个光梳的移频变化量。如图I所示，该设计方案中，利用一平坦光梳发生器10产生初始的平坦光梳。平坦光梳发生器10产生3dB带宽符合WDM信道标准且平坦的初始光梳，该光梳再通过调整微波源e调制信号的幅值使其满足纹波功率小于ldB，之后，光梳经过光强度调制器g被捕捉到的宽带射频信号调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光梳的偏振复用信道化接收机，包括：一平坦光梳发生器，其光梳梳齿的频率间隔严格对应于平坦光梳发生器内的微波源的中心频率；一光强度调制器，该光强度调制器的光第一输入端口与平坦光梳发生器的输出端连接，待测宽带RF信号通过光强度调制器的电第三输入端口调制在初始光梳上；一光耦合器，该光耦合器的第一输入端口与光强度调制器的光第二输出端口连接，该光耦合器的输出端口分为两路；一声光调制器，该声光调制器的第一光输入端口与光耦合器的第二输出端口连接；一可变衰减器，该可变衰减器的第一输入端口与光耦合器的第三输出端口连接；一第一偏振控制器，该第一偏振控制器的第一输入端口与可变衰减器的第二输出端口连接；一第二偏振控制器，该第二偏振控制器的第一输入端口与声光调制器的第二光输出端口连接；一偏振合束器，该偏振合束器的第一输入端口与第一偏振控制器的第二输出端口连接，该偏振合束器的第二输入端口与第二偏振控制器的第二输出端口连接；一F？P标准具，该F？P标准具的第一输入端口与偏振合束器的第三输出端口连接；一第三偏振控制器，该第三偏振控制器的第一输入端口与F？P标准具的第二输出端口连接；一偏振分束器，该偏振分束器的第一输入端口与第三偏振控制器的第二输出端口连接；一第一波分复用器和一第二波分复用器，该第一波分复用器的第一输 入端口与偏振分束器的第二输出端口连接，该第二波分复用器的第一输入端口与偏振分束器的第三输出端口连接；一第一光电探测器阵列和一第二光电探测器阵列，该第一光电探测器阵列的第一输入端与第一波分复用器的第二输出端口阵列连接，该第二光电探测器阵列的第一输入端与第二波分复用器的第二输出端口阵列连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于光梳的偏振复用信道化接收机，包括 一平坦光梳发生器，其光梳梳齿的频率间隔严格对应于平坦光梳发生器内的微波源的中心频率； 一光强度调制器，该光强度调制器的光第一输入端口与平坦光梳发生器的输出端连接，待测宽带RF信号通过光强度调制器的电第三输入端口调制在初始光梳上； 一光稱合器，该光稱合器的第一输入端口与光强度调制器的光第二输出端口连接，该光耦合器的输出端口分为两路； 一声光调制器，该声光调制器的第一光输入端口与光稱合器的第二输出端口连接； 一可变衰减器，该可变衰减器的第一输入端口与光耦合器的第三输出端口连接； 一第一偏振控制器，该第一偏振控制器的第一输入端口与可变衰减器的第二输出端口连接； 一第二偏振控制器，该第二偏振控制器的第一输入端口与声光调制器的第二光输出端口连接； 一偏振合束器，该偏振合束器的第一输入端口与第一偏振控制器的第二输出端口连接，该偏振合束器的第二输入端口与第二偏振控制器的第二输出端口连接； 一 F-P标准具,该F-P标准具的第一输入端口与偏振合束器的第三输出端口连接； 一第三偏振控制器,该第三偏振控制器的第一输入端口与F-P标准具的第二输出端口连接； 一偏振分束器，该偏振分束器的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，王礼贤，郑建宇，祝宁华，谢亮，
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：