[发明专利]控制双平行MZM调制器输出光强的反馈控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波光子链路技术，尤其涉及一种控制双平行MZM调制器输出光强的反馈控制系统和方法。

背景技术

随着Internet业务和IPTV、视频点播（VOD）等交互式多媒体业务的迅速发展，无线通信系统已由传统的话音业务服务发展到一个崭新的阶段。人们迫切需要在任何时间、任何地点并能够提供任何媒体的简单、可靠而又价格低廉的无线通信服务。随着用户和带宽需求的不断增加，现有的可利用无线频谱资源很快就将耗尽，因此宽带无线通信技术必须向更高的频率拓展。而在光纤通信系统中，已铺设的光纤光缆未得到充分利用，存在大量的带宽资源闲置，如何充分地利用廉价的光缆闲置带宽资源，解决无线频带紧张的问题，成为加快全球通信技术发展的关键。据澳大利亚国防部报道，微波光子链路的动态范围和损耗已经达到电子战的要求，并且被应用到一系列电子战的接收机中。在电子对抗和电子支援系统中，由于微波信号通过同轴电缆或者波导传输损耗较大，导致这些电子系统的天线必须与它的发射机或者接收机临近，这就严重限制了电子对抗与电子支援系统的功能。微波光子链路的引入，可使电子对抗与电子支援系统同他们的天线在空间上远距离分开，这样反辐射导弹即使对天线进行攻击，也无法损坏整个电子系统。利用微波光子链路可将一个微波信号用多个远距离天线进行发射，接收机也可以用同样的方式接受微波信号，即可建立立体电子对抗、电子支援系统的射频网络。因此基于光纤传输的微波光子系统在电子战领域具有重大的应用价值和前景。

在微波光子系统中，由于需要将微波信号调制到光波之上，电光调制器的性能和性质决定系统的特性，其中电光调制器非线性特性决定微波光子系统的动态范围；非线性引起的交调信号的存在，使得系统的动态范围降低，在实际应用中需要采取一定的技术手段，对交调信号进行抑制或者消除，以增大系统的动态范围；而组成电光调制器的材料，如铌酸锂在长时间施加电压时产生的热量累积，使得材料的折射率发生微小的变化，进而调制器的输出光功率会由于这种热量累积导致的温度变化而产生漂移，使得系统的工作状态发生变化，性能下降。

发明内容

本发明所要解决的是双平行MZM（马赫曾德尔）调制器因长时间施加电压产生的热量累积而导致调制器的输出光功率产生漂移、工作状态发生变化和性能下降等问题，提供一种控制双平行MZM调制器输出光强的反馈控制系统和方法。

为解决上述问题，本发明是通过以下方案实现的：

控制双平行MZM调制器输出光强的反馈控制系统，主要由光纤耦合器、光接收组件、A/D转换器、数字比较器、存储器、微处理器和D/A转换器组成；其中光纤耦合器的输入端连接双平行MZM调制器的输出端，该光纤耦合器的主输出端输出双平行MZM调制器的正常输出光信号，次输出端输出双平行MZM调制器的监控光信号；光接收组件的输入端与光纤耦合器的次输出端相连，光接收组件的输出端与A/D转换器的输入端相连；A/D转换器的2个输出端分别连接数字比较器和存储器的输入端，存储器的输出端与数字比较器的另一个输入端相连，数字比较器的输出端与微处理器的输入端相连，微处理器的输出端经D/A转换器连接双平行MZM调制器的电源端。

上述系统中，所述微处理器的另一路输出端还与存储器相连。

上述系统中，所述光接收组件由光电探测器和跨阻放大器相连组成，其中光电探测器的输入端与光纤耦合器连接，光电探测器的输出端与跨阻放大器的输入端相连，跨阻放大器的输出端与A/D转换器连接。

上述系统中，所述微处理器为单片机或ARM芯片。

基于上述系统的控制双平行MZM调制器输出光强的反馈控制方法，包括如下步骤：

①在双平行MZM调制器的输出端接一个1:99的光纤耦合器，通过该光纤耦合器分路得到监控光信号送入光纤耦合器；

②光接收组件将输入的监控光信号转换成电压信号送入A/D转换器；

③A/D转换器将输入的电压信号转换得到数字信号，输出的数字信号分成两路，一路输入数字比较器，另一路输入存储器；

④微处理器在运行之初发出控制信号，把存储器置为允许存储的状态，并将A/D转换器输出的数字信号保存在存储器中，作为标称值，存储结束；

⑤实时数字信号和存储器中存储的标称值输入数字比较器中进行比较作差，得到实时数字信号和标称值的差值CZ；

⑥将差值CZ输入微处理器，微处理器通过PID调节运算，得到一组合适的数字调节信号；