[实用新型]可调谐光纤微波/毫米波发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤微波/毫米波发生器，适用于通信、光纤微波通信、微波光子、光纤传感和雷达。

背景技术

微波光子技术将微波学和光学融合在一起，成为一个全新的技术领域，通常称为Microwave Photonics(简称MWP)。光子技术和微波、毫米波的集成在远程通信的发展上打开了一个神奇的、充满希望的领域。光技术和电波技术相融合，利用光纤具有的低损耗、大容量、无感应、重量轻、易于搬运等特点，在传统的微波技术中引入光技术，可组成信息社会的基础网络，充分利用光纤的宽带宽、无线的自由，达到个别技术不断发展也无法实现的通信系统高功能化和高度化，提供最后1km的最佳解决途径。这种在无线/移动通信系统的接入系统中、雷达、军用的天线远程控制以及智能交通系统中把光纤通信和微波通信结合的系统就是光纤微波通信(RoF：Radio on/over Fiber)。RoF技术在无线/移动通信系统中应用，可将基站端的基带处理、调制、混频功能转移到基站控制器端集中处理，而基站端只保留光电转换、滤波和放大功能，这样可大大降低基站的成本，在未来的密集微蜂窝通信系统中，由于基站数量众多，采用RoF技术可大大降低系统的成本。微波光纤通信系统，光域上的微波光子信号处理。比起传统基于电子设备的微波信号处理，微波光子信号处理除了具有时间带宽积高、抗电磁干扰、线路和设备间的串扰小、调谐方便的优点外，微波光子信号处理技术是在光域上对微波信号处理，它能与RoF传输系统天然匹配，中间无需光电和电光转换设备。电处理器的带宽限制了高带宽的光电信号的处理，以光子取代电子，在较高的速率处理信号，这样就可以避免电子瓶颈。微波光子集中了射频波和光纤的优点，在射频波和光纤之间实现透明转换。微波提供了低成本可移动无线连接方式，而光纤提供了低损宽带连接，该连接方式不受电的影响。在光纤中实现射频波的带通传输，无衰减，无信道间的相互干扰。

毫米波信号的光方式产生具有很大的吸引力，因为现存的系统都面临频率带宽短缺的问题。对高速数据传输的需要愈来愈迫切，目前多种毫米波的光方式产生方法业已被论证，毫米波的光方式产生有其特有的优点：可以实现的宽频域载波信号范围和光纤连接的低损传输能力。

远程架设天线，天线与收信机通过光纤相连接，光纤取代传统的同轴电缆，称为光远程天线。它的长处是天线不用配置放大器，不用供电，天线与收信机完全电气绝缘，作为EMC(Electro Magnetic Compatibility电磁兼容)应用的电场传感器倍受注目。若干条光纤和天线阵列状排列，组成光控制阵列天线，控制向天线传输的微波信号的振幅和相位，形成天线发射的电波射束并进行射束扫描。与使用同轴电缆、波导管向天线传输微波、毫米波的方法相比，天线外围设备不仅小型化、轻量化，而且还能形成更加理想的电波射束，微波的相位控制可采用各种光信号处理技术。

光纤技术在相控阵雷达中已应用多年，目前这类雷达的工作频率范围为不大于18GHz，并且正逐步向毫米波扩展。在相控阵雷达中采用光纤微波传输有利于隔离辐射阵元，控制阵元的相对相位，处理各种电子战环境下的回波信号。然而，这类概念的付诸实现需要成百上千个微波辐射阵元，甚至需要很多高频光电器件。

微波可以通过电域的模拟电路或者数字电路得到，频率局限在几GHz以下，难以产生更高频率微波或者毫米波。

光学方法产生微波、毫米波是一项微波光子学的关键技术。利用光电技术产生微波频率的传统方法是基于两个可调谐的频率相近的激光束，这就要求激光器具有非常好的频率稳定性。另一种方法是在复杂的光学整合电路中，频移射频调制激光器频率，但是该方法仅限于产生低频信号(<1GHz)。最近，又研究了很多用于产生微波信号的新方法：有将光纤环共振腔作为频率调制器，利用光纤的布里渊散射作用产生相位调制的微波信号；有采用两个或多个固态微芯片温度和电压调谐激光器的干涉产生动态可调谐、低噪声的微波毫米波信号，频率从几GHz到100GHz；有采用布拉格光栅取代马赫曾德干涉仪作为滤波器，产生毫米波；还有基于非啁啾高斯脉冲在传输过程中的色散和非线性效应产生复杂频率的微波毫米波，或者调制、调谐困难。这些产生方法，结构复杂，稳定性差，产生的效率不高。

实用新型内容

为了克服已有的微波、毫米波电的方法或者光学方法产生的不足，本实用新型提供一种可调谐光纤微波/毫米波发生器。

本实用新型的技术方案：

本实用新型的目的实现是通过以下技术方案：构成该可调谐光纤微波/毫米波发生器的部件之间的连接为：