[发明专利]一种微波同频信号干扰抑制及下变频接收装置和方法

说明书

本发明涉及一种微波同频信号干扰抑制及下变频接收装置和方法，属于微波信号处理技术领域。该微波同频信号干扰抑制及下变频接收装置包括激光器、偏振复用双平行马赫‑曾德尔调制器即DP‑QPSK调制器、接收信号模拟器、干扰信号模拟器、本振信号发生器、直流电源、偏振控制器、起偏器、光放大器及光电探测器；利用DP‑QPSK调制器其中一个双平行马赫‑曾德尔调制器（DP‑MZM）在光域对接收信号中的干扰信号进行抑制，并与DP‑QPSK调制器中另一个DP‑MZM产生的本振光信号耦合，在光电探测器处进行光电转换实现对接收信号的光学下变频。本发明可以同时实现对接收信号的同频干扰抑制及光学下变频，降低信号光纤传输过程中光纤色散对同频干扰抑制水平和接收信号功率的影响。

技术领域

本发明涉及一种微波同频信号干扰抑制及下变频接收装置，属于微波信号处理技术领域。

背景技术

传统的光载无线通信系统中，无线上行链路与无线下行链路采用不同的信号频率，通过频率上的隔离，上下行链路互不干扰。随着语音、图片、高清视频等业务在无线通信系统中的普及以及未来超高清视频业务的需求，人们对通信速率的要求越来越高；另一方面，无线频谱资源是有限的，且随着人们无线业务的增长，无线频谱资源出现了紧缺的局面。为了解决这一问题，人们提出了同频光载无线通信系统的概念，即无线上行链路与无线下行链路采用相同的信号频率。通过同频光载无线系统可以使系统占用的频带宽度减半，然而因为上下行链路采用的是相同的载波频率，基站发射天线与接收天线间的串扰将难以通过传统的电学滤波的方法滤除，因此需要采用特殊的干扰抑制方法实现同频干扰的抑制。人们提出了多种电学同频干扰抑制方法，但是这些方法因为基于电子技术，其工作频率和带宽均受到电子瓶颈的限制，工作频率难以大范围调谐，工作带宽受限。因此亟需研究大带宽、高频段同频干扰抑制方法。

微波光子技术结合了光学技术与微波技术的优势，它通过利用光学技术的优势来完成微波系统中复杂甚至是无法完成的射频信号处理与高速传输等功能，另外，微波光子系统可以与无线-光纤网络无缝融合，因此基于微波光子技术的微波同频干扰抑制方法近年来受到了广泛的关注与研究。如J.Suarez等人提出了基于并联MZM的光学同频干扰抑制方法(J.Suarez,and P.Prucnal,“Instantaneous bandwidth of counter-phase opticalinterference cancellation for RF communications,”IEEE Microw.WirelessCompon.Lett.21(9):507-509,2011)，通过两个偏置在相邻正交传输点的MZM实现干扰信号的抵消；M.Change等人提出了基于电吸收调制器和平衡探测的同频干扰抑制方法(M.Change,M.Fok,A.Hofmaier,and P.Prucnal,“Optical analog self-interferencecancellation using electro-absorption modulators,”IEEE Microw.WirelessCompon.Lett.23(2):99-101,2013)，该方法通过平衡探测将两路并行信号中的干扰信号互相抵消。为了简化系统结构，Q.Zhou等人提出了基于电吸收调制激光器的同频干扰抑制方法(Q.Zhou,H.Feng,G.Scott,and M.Fok,“Wideband co-site interferencecancellation based on hybrid electrical and optical techniques,”Opt.Lett.39(22):6537-6540,2014)，该方法用两个电吸收调制激光器替代了M.Change等人方法中的激光器和电吸收调制器，另外还采用了电域对干扰信号翻转的方法，在接收端无需采用平衡探测器，这也简化了系统结构。上述方法均基于分立的并行光路，为了实现更稳定的系统性能，人们研究了基于单个调制器的同频干扰抑制方法(Y.Zhang,S.Xiao,H.Feng,L.Zhang,Z.Zhou,and W.Hu,“Self-interference cancellation using dual-drive Mach–Zehndermodulator for in-band full duplex radio-over-fiber,”Opt.Exp.23(26):33205-33213,2015.)。