[发明专利]基于光谱整形的多倍频程带宽MPL线性化采集接收芯片

说明书

本发明公开了一种基于光谱整形的多倍频程带宽MPL线性化采集接收芯片，由1×2马赫曾德尔干涉仪型可调光衰减器、两路并行可重构微环谐振器和可调相移器组成；微波信号经电光调制器调制接入1×2马赫曾德尔干涉仪型可调光衰减器，分两路输出并分别承接一个微环谐振器，其中一路经可调相移器进行时延差补偿之后，接入平衡探测器，达到同时抑制二阶和三阶非线性失真，获得多倍频程带宽的高线性度微波光子链路。本发明具有实施简单、灵活、多倍频程工作带宽等优点，在宽带微波信号模拟光传输等系统中具有重要应用。

技术领域

本发明属于微波光子技术领域，涉及光子集成、光载射频传输等领域，尤其涉及一种基于光谱整形的多倍频程带宽微波光子链路MPL线性化采集接收芯片。

背景技术

随着信息技术的快速演进，具备“异构”特征的多频段、多制式、多业务、多功能、多平台、多场景融合系统、网络已成为未来军民通信、雷达、电子战等领域基础设施建设的必然发展趋势，包括空天地一体化信息网络、5G/B5G/6G(超密集异构网络)、侦测/干扰/探测/通信一体化电子系统等。一体化系统、异构网络的构建需要兼容多种不同频段、功率、体制和调制格式的多源异类信号，同时要求针对不同应用场景，快速实现不同功能信号的灵活实时切换。因此，满足大带宽、大动态范围和动态可重构需求的信号处理与传输技术是一体化系统、异构网络进一步发展的关键挑战。然而，受限于带宽窄、电磁兼容差、传输损耗大和处理速度低等“电子瓶颈”问题，传统电子技术难以实现宽带多频段信号的并行灵活处理与传输。微波光子技术的快速兴起、成熟为上述问题提供了一条全新且有效的解决思路与途径。以微波光子链路(MPL)的微波与光波相互转换以及光载微波信号传输功能为支撑，微波光子系统利用光子学器件或技术实现高频、宽带微波信号的传输、处理与感知等，具有宽频谱覆盖范围、大瞬时带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等特性。

然而，一体化系统、异构网络将具有极其严苛的(无杂散)动态范围指标要求以兼容多种不同频段、功率和类型的信号。受限于本征模拟传输方式，MPL固有非线性所导致的动态范围受限问题将成为微波光子技术在上述系统、网络应用中面临的关键性挑战之一。目前，既有MPL线性化方法主要依赖于商用高性能分立元器件实施MPL线性化，面临体积、功耗、稳定性、成本等实际应用挑战。而随着微波光子集成技术的快速发展与成熟，基于集成光谱整形的MPL链路开始受到关注，如荷兰特温特大学的研究人员已开始着手研究基于集成光谱整形器件的大动态MPL，基于相位调制，链路三阶交调失真可被抑制超过22dB，SFDR达到107dB·Hz^2/3(G.J.Liu,O.Daulay,Y.Klaver,R.Botter,Q.G.Tan,H.X.Yu,M.Hoekman,E.J.Klein,and D.Marpaung“Integrated Microwave Photonic Spectral Shaping forLinearization and Spurious-Free Dynamic Range Enhancement,”Journal ofLightwave Technology,39(24):7551-7562,2021.)。然而该方法仍然受限于特定的调制格式，且仅能解决三阶非线性失真问题，从而不适用于宽带(多倍频程)系统应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于光谱整形的多倍频程带宽微波光子链路MPL线性化采集接收芯片。

本发明的一种基于光谱整形的多倍频程带宽MPL线性化采集接收芯片，由1×2马赫曾德尔干涉仪型可调光衰减器、两路并行可重构微环谐振器和第一可调相移器组成。