[发明专利]基于双偏振调制器和偏振调制器实现相位编码信号生成的方法

说明书

本发明公开了一种基于偏振复用调制器和偏振调制器实现相位编码信号生成的方法。该发明涉及微波技术领域和光通信技术领域。所述方法如附图所示，包括光源(LD)、双偏振调制器(DPol‑MZM)、偏振控制器(PC)、偏振调制器(PolM)、偏振分束器(PBS)以及光电平衡检测器(BPD)。该方法基于DPol‑MZM得到一个光载波和抑制载波双边带的正交偏振复用信号，通过PolM对两个偏振态上的光载波进行相位编码，经BPD拍频可得到相位编码微波信号。本发明在光域实现了微波相位编码信号的生成，克服了传统电域生成技术在带宽和装置上的瓶颈。具有载波频率调谐范围宽、操作灵活、可直接生成光脉冲等优点。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域和微波技术领域，尤其涉及通过光子技术实现相位编码。

背景技术

现代雷达技术已经不仅应用于军事领域，同时也普遍的应用于民用领域(如交通运输、气象预报和资源探测等)和科学研究(如航天、大气物理、电离层结构和天体研究等)等其他各领域。随着科技的发展，各种飞行器或空中武器的飞行速度越来越快，抗侦查能力也越来越强。因此，人们希望提高雷达的侦查距离和距离分辨能力以应对这种变化。雷达的作用距离由发射信号的功率决定。由于受到发射机器件和发射信号平均功率的限制，仅仅依靠提高发射功率来増加雷达侦查距离是不够的，因此人们想到利用増加发射信号的时宽T来扩展雷达作用距离，于是脉冲压缩雷达技术便应运而生。相位编码(PCM)信号是一种典型的脉冲压缩信号，传统电域的相位编码信号生成中，电子器件存在速率瓶颈，带宽小，定时抖动较大，电磁干扰等问题。

微波光子技术结合了微波和光子两大技术的优势，成为近年来的研究热点。该技术具备瞬时带宽大、体积小、功耗少、抗电磁干扰等优点，为相位编码信号生成提供了一个新的解决方案。

在已经提出的微波光子学相位编码信号生成的方案中有两种思路：一种是可以根据波长到时间的映射来生成，但光纤到空间和空间到光纤的连接使系统变得笨重而复杂；另外一种是基于外差混频或者边带调制技术来生成，通过射频信号驱动一个电光调制器(EOM)产生不同波长的相干光载波，然后控制两个相干光载波之间的相位差，在PD处进行拍频外差来实现信号相位编码。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种基于双偏振调制器和偏振调制器实现信号相位编码的方法。该发明通过任意波形生成器AWG来产生编码信号对偏振调制器中两正交偏振的载波分别进行相位编码，通过示波器来观察相位编码信号的相位跳变，运用MATLAB对示波器接收到的时域波形进行数据处理得到相位信息。该方法具有载频调谐范围宽、可直接产生脉冲信号、抗电磁干扰等优点。

本发明解决其技术问题所采用的方法是：所述装置包括激光二极管(LD)、双偏振马增调制器(DPol-MZM)、射频信号源(RF)、偏振控制器(PC)、偏振调制器(PolM)、任意波形生成器(AWG)、偏振分束器(PBS)和光电平衡检测器(BPD)；LD的输出端口与DPol-MZM的输入端相连，DPol-MZM的输出端与PC1相连，PC1另一端和PolM的输入端相连，PolM的输出端经PC2和PBS的输入端相连，PBS输出端的两个分支分别和BPD的两输入端相连。BPD的两输出端可分别连接电频谱仪和示波器进行测试。

上述的DPol-MZM由一个光分束器、上下两个并行的MZM1、MZM2以及偏振复用器(PBC)集成，MZM1两个射频端口为port1和port2，直流偏置V_DC1，MZM2的两个射频端口为port3和port4，直流偏置V_DC2，MZM1和MZM2具有相同的结构和性能。

上述的偏振调制器(PolM)两正交偏振态上的信号被相位相反调制。

本发明在工作时包括以下步骤：

1)LD发出的连续光载波进入DPol-MZM，在DPol-MZM内经光分束器将光载波等分为两部分，分别输入到MZM1和MZM2中；