[发明专利]基于光外差技术的超宽带高频电磁环境信号生成方法

说明书

本发明公开了一种基于光外差技术的超宽带高频电磁环境信号生成方法，将同一光源分为两路，一路利用IQ调制器将基带信号调制到光波，另一路利用强度调制器的载波抑制方式将载频信号调制到光波，并通过光滤波器滤出一阶上边带，随后两路光合并送入光电探测器进行拍频，生成频率稳定的宽带射频信号，可用于复杂电磁环境的拟真模拟中。本发明方法解决了多干扰源构成的电磁环境信号的物理模拟问题，可应用于复杂电磁环境拟真模拟中。

技术领域

本发明属于光子上变频技术领域，尤其涉及一种基于光外差技术的超宽带高频电磁环境信号生成方法。

背景技术

电子设备受到复杂电磁环境的影响，其工作性能将会下降。为了对电磁环境效应进行深入研究，物理模拟接近真实的电磁环境是一种重要手段。真实环境下，由于辐射源众多、样式复杂，复杂电磁环境物理模拟面临的最大难点是模拟超宽带的电磁环境信号。受到电子器件带宽限制，超宽带模拟实现难度大，且随着所需模拟的环境信号频率增大，对电子器件的要求会更高。因此，需要通过光学方法来简单高效地线性生成超宽带高频电磁环境信号。其中，光外差法拥有最高的带宽和频率上限，且信噪比较好，是此场景下的首选方案。传统的光外差法利用两个独立光源进行拍频，方案简单，对器件带宽要求低，但两光源间存在随机相位噪声，难以保证频率的稳定。目前通常采取一些辅助手段来解决这些问题，如光注入锁定、光学锁相环、光注入锁相环等。光注入锁定通过给主激光器添加射频驱动，其出射的光波包含了很多对称边带，随后被注入两个频率分别与±n阶边带频率大小相近的从激光器，实现了频率锁定，这种方法带来的相位噪声低，但锁定的带宽范围有限。光学锁相环法将两激光器光波通过光电探测器拍频后得到的信号与一参考信号进行比较，并将误差信息通过环路反馈给其中一个激光器，激光器根据误差信息改变其输出，从而完成频率锁定，这种方法锁定范围广，但对相位噪声的抑制能力较低。光注入锁相环法结合了上述两种方法，有较大的锁定范围及较好的相位噪声抑制能力，但系统过于复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于光外差技术的超宽带高频电磁环境信号生成方法，解决了多干扰源构成的电磁环境信号的物理模拟问题，可应用于复杂电磁环境拟真模拟中。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供基于光外差技术的超宽带高频电磁环境信号生成方法，该方法包括以下步骤，步骤一，将连续光波分成至少两路；步骤二，一路将基带信号调制到光波，另一路利用强度调制器的载波抑制方式将载频信号调制到光波；步骤三，两路光合并送入光电探测器处拍频；步骤四，通过滤波器滤除谐波，最终得到射频线性调频信号。

按上述技术方案，连续光波为同一频率为f_c的光源产生。

按上述技术方案，所述步骤二中，一路通过该IQ调制器将基带信号调制到光波。

按上述技术方案，所述步骤二中，另一路通过载波抑制模式的MZM将频率为f₀的正弦波载频信号调制到光波，获得两个一阶边带并通过光滤波器滤出一阶边带，得到频率为f_c+ f₀或者f_c-f₀光波。

按上述技术方案，所述步骤二中，通过使用由两个偏置在最小传输工作点的马赫曾德尔调制器与一个90°相移器构成的IQ调制器，将基带复信号I、Q两路调制到光波上。

本发明产生的有益效果是：解决了多干扰源构成的电磁环境信号模拟问题，可应用于各种复杂电磁环境的拟真模拟中。本发明提出的线性生成方案简单高效，支持超大带宽、超高频率，且频率稳定，具有较强的工程实用性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中超宽带高频电磁环境信号生成方案原理图；

图2是本发明实施例中MZM调制器传输曲线；