[发明专利]一种基于光子技术的高频宽带跳频信号产生装置及其方法

权利要求书

1.一种基于光子技术的高频宽带跳频信号产生装置，其特征在于，包括激光器(1)、低频跳频信号(2)、双偏振正交相移键控调制器DPQPSKM(3)、偏振控制器A(4)、光环行器(5)、偏振分束器(6)、射频本振信号(7)、光频移模块(8)、偏振控制器B(9)、检偏器(10)、光电探测器(11)；其中

激光器(1)与双偏振正交相移键控调制器DPQPSKM(3)相连接，激光器(1)输出的光载波在双偏振正交相移键控调制器DPQPSKM(3)中受低频跳频信号(2)调制；

双偏振正交相移键控调制器DPQPSKM(3)的输出与偏振控制器A(4)、光环行器(5)、检偏器(10)、光电探测器(11)依次连接，具体为：双偏振正交相移键控调制器DPQPSKM(3)的输出端与偏振控制器A(4)的输入端相连，偏振控制器A(4)的输出端与光环行器(5)的输入端相连，光环行器(5)的第二输出端(5-2)与检偏器(10)的输入端相连，检偏器(10)的输出端与光电探测器(11)的输入端相连；

光环行器(5)的第一输出端(5-1)与偏振分束器(6)的输入端相连接，偏振分束器(6)的第一输出端(6-1)与光频移模块(8)的输入端连接，光频移模块(8)的输出端与偏振控制器B(9)的输入端连接，偏振控制器B(9)输出端与偏振分束器(6)的第二输出端(6-2)相连接，构成萨格纳克环结构；

光频移模块(8)受射频本振信号(7)调制；并且其中

DPQPSKM由一个功分器、两个双平行马赫曾德尔调制器DPMZM-1和DPMZM-2、一个90°偏振旋转器和一个偏振合束器构成，每个DPMZM是在一个主调制器的两个臂上各集成一个子调制器：MZM₁和MZM₂；

光频移模块(8)具体实现如下：射频本振信号分为两路具有90°相位差的电信号，分别输入双平行马赫曾德尔调制器DPMZM的两个子调制器的射频输入口，两个子调制器都工作在最小偏置点，主调制器工作在正交偏置点，则该DPMZM的输出为+1阶光边带或-1阶光边带，相当于该DPMZM令输入光的频率增大或减小，增/减量等于射频本振信号的频率。

2.一种基于光子技术的高频宽带跳频信号产生方法，其特征在于，

步骤1：利用偏振复用的电光调制器对激光器(1)输出的光载波和低频跳频信号进行电光调制，产生偏振正交的两路双波长光信号；

步骤2：偏振正交的两路双波长光信号经过偏振控制器A(4)后发生干涉，得到两路偏振正交的单频光信号；

步骤3：两路偏振正交的单频光信号分别沿顺/逆时针传输方向进入萨格纳克环结构，其中正向输入光频移模块(8)的单频光信号发生频移，频率偏移量受射频本振信号控制；反向输入光频移模块(8)的单频光信号不受调制；

步骤4：两路光信号经过检偏器(10)偏振合路后进入光电探测器(11)拍频，实现了对低频跳频信号的倍频和上变频操作。

3.如权利要求2所述的基于光子技术的高频宽带跳频信号产生方法，其特征在于，萨格纳克环结构由偏振分束器(6)、光频移模块(8)和偏振控制器B(9)构成；光频移模块(8)功能由电光调制器实现，正向传输进入电光调制器的光信号受到调制产生频移；反向传输进入的光信号由于电光调制器的速率失配现象而不受调制。

4.如权利要求2所述的基于光子技术的高频宽带跳频信号产生方法，其特征在于，光频移模块(8)由双平行马赫曾德尔调制器DPMZM实现：射频本振信号分为两路具有90°相位差的电信号，分别输入的两个子调制器的射频输入口，两个子调制器都工作在最小偏置点，主调制器工作在正交偏置点，则该DPMZM的输出为+1阶光边带或-1阶光边带，相当于该DPMZM令输入光的频率增大或减小，增/减量等于射频本振信号的频率。

5.如权利要求2所述的基于光子技术的高频宽带跳频信号产生方法，其特征在于，光频移模块(8)由两个串联的DPMZM实现，此时，在萨格纳克环结构中，偏振分束器(6)的第一输出端与第一个DPMZM的输入端相连，第一个DPMZM的输出端与第二个DPMZM的输出端相连，第二个DPMZM的输入端与偏振控制器B(9)和偏振分束器(6)的第二输出端依次相连接；第一个DPMZM对沿顺时针方向传输的+2阶光边带进行增频，第二个DPMZM对沿逆时针方向传输的-2阶光边带进行减频，最终在光电探测器(11)输出的跳频信号的中心频率为射频本振频率的2倍，跳频带宽扩大4倍。