[发明专利]双强度调制器级联的太赫兹矢量信号生成系统及方法

说明书

本发明公开了一种双强度调制器级联的太赫兹矢量信号生成系统及方法，系统包括数字信号处理器、外腔激光器和射频信号源，外腔激光器的输出端接有第一强度调制器，第一强度调制器的输出端通过第一光纤放大器接有第二强度调制器，射频信号源依次通过倍频器和第一射频放大器与第一强度调制器连接，数字信号处理器分别通过第二射频放大器和第三射频放大器与第二强度调制器连接，第二强度调制器的输出端依次接有第二光纤放大器、第三光纤放大器、光电混频器、第四射频放大器和天线。本发明的系统结构设计合理，实现方便，能够有效应用在高速无线通信中，生成稳定的太赫兹矢量信号，使用效果好，便于推广使用。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种双强度调制器级联的太赫兹矢量信号生成系统及方法。

背景技术

随着通信需求的急剧增长，现有的无线通信技术难以满足未来多功能、大容量无线传输需求，发展新一代高速无线通信技术，以及天地一体化的高速信息网络尤为迫切，太赫兹(100GHz-10THz)通信因其极大的无线传输带宽优势，融合先进的矢量信号调制技术(QAM)和数字相干通信技术，可以有效地提高通信系统的接收灵敏度和频谱效率。光子辅助太赫兹通信技术除了具有上述优势外，还能够有效克服电子器件的带宽瓶颈问题并成倍地提高太赫兹信号的传输速率。目前，光子辅助太赫兹矢量信号产生和传输方案主要存在以下三类：

1.直接调制激光器方案

直接调制激光器方案主要利用射频源发出的时钟载频信号和载有调制信息的矢量信号在混频器中进行混频，然后将携带数据的太赫兹矢量信号通过直接调制激光器，将基带信号调制到光信号上，经过光纤传输或自由空间传输后，在接收端通过光电检测，产生太赫兹信号。该方案系统结构简单并且器件成本低，但是受限于直接调制激光器的调制带宽影响，产生的信号频率较低，在目前技术条件下，难以实现太赫兹波段的矢量信号产生。

2.外差拍频方案

外差拍频方案是由两路独立的激光器各自发出一路光信号，在其中一路光信号上调制矢量信号，另一路光信号上未调制信号，随后两路光信号进入光电探测器，利用具有平方律特性的光电探测器，两路光信号之间进行拍频，可以产生载波频率为两路光信号频率差的太赫兹信号。这种方案的系统结构简单，成本不高，能灵活产生所需要的太赫兹频段，但是两个独立的激光器之间频率并不锁定，会造成频率漂移现象，而且存在相位噪声。

3.外部调制器方案

外部调制器方案是利用激光光源和外部调制器接连的方式产生太赫兹波，射频信号驱动外部调制器产生携带信息的光边带，然后光边带在光电探测器中拍频产生毫米波或太赫兹波，通常受限于射频源产生的射频频率不高和光器件带宽不足，外部调制器方案可以采用多个调制器联合倍频技术，产生多倍于射频驱动频率的太赫兹波。外部调制器方案可以分为单个调制器方案和多个调制器方案。单个调制器方案系统结构简单，但单个调制器要实现高信噪比的矢量信号产生，其矢量信号频率相对较低，无法满足太赫兹波段矢量信号产生的需求。现有技术中的多个调制器方案结构复杂，通常使用到光学滤波器和电子学滤波器，增加了系统成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种双强度调制器级联的太赫兹矢量信号生成系统，其系统结构设计合理，实现方便，能够有效应用在高速无线通信中，生成稳定的太赫兹矢量信号，使用效果好，便于推广使用。