[发明专利]基于微波光子链路的频率和功率可调三角波的发生方法

摘要

本发明提出了一种基于微波光子链路的频率和功率可调三角波的发生方法，主要解决现有方法产生三角波频率和功率不能同时可调的问题，实现步骤为：设置微波光子链路参数；光源和信号源产生载波信号；一级马赫增德尔调制器MZM₁获取一级多边带调制光信号Output₁；二级马赫增德尔调制器MZM₂获取二级多边带调制光信号Output₂；光纤布拉格光栅FBG的反射端光电探测器PD₁获取上路信号，透射端光电探测器PD₂获取下路信号；电相加器获取耦合信号；电相加器获取频率和功率可调的三角波。本发明可以产生频率和功率均可调的三角波，应用于雷达系统、信号处理、无线和有线通信系统等。

主权项

1.一种基于微波光子链路的频率和功率可调三角波的发生方法，其特征在于，所述微波光子链路包括依次连接的一级马赫增德尔调制器MZM₁、二级马赫增德尔调制器MZM₂和光纤布拉格光栅FBG，MZM₁的光输入端口连接有连续激光源CW Laser，MZM₁的电驱动端口连接有串联的一级频率可调本振信号源S₁和一级可调衰减器ATT₁，MZM₂的电驱动端口连接有串联的二级频率可调本振信号源S₂和二级可调衰减器ATT₂，FBG的反射端口和透射端口各连接一个光电探测器，两光电探测器通过电相加器实现耦合，具体实现方法包括如下步骤：(1)设置微波光子链路参数：(1a)设置一级马赫增德尔调制器MZM₁的上臂直流偏置为0，下臂直流偏置为MZM₁的半波电压V_π,以控制MZM₁工作在最小传输点；(1b)设置二级马赫增德尔调制器MZM₂的上臂直流偏置和下臂直流偏置均为0，以控制MZM₂工作在最大传输点；(1c)设置光纤布拉格光栅FBG的中心频率为由连续激光源CW Laser产生的连续光载波的频率，带宽为由一级频率可调本振信号源S₁产生的一级本振信号频率的2倍；(2)光源和信号源产生载波信号：连续激光源CW Laser产生连续光载波，串联的一级频率可调本振信号源S₁和一级可调衰减器ATT₁产生一级本振信号LO₁，串联的二级频率可调本振信号源S₂和二级可调衰减器ATT₂产生二级本振信号LO₂；(3)一级马赫增德尔调制器MZM₁获取一级多边带调制光信号Output₁：一级马赫增德尔调制器MZM₁利用一级本振信号LO₁对由连续激光源CW Laser产生的连续光载波进行调制，在MZM₁的输出端口得到仅含LO₁的奇次频率边带的一级调制光信号Output₁；(4)二级马赫增德尔调制器MZM₂获取二级多边带调制光信号Output₂：二级马赫增德尔调制器MZM₂利用二级本振信号LO₂对一级调制光信号Output₁进行调制，在MZM₂的输出端口得到只含当前载波及LO₂的偶次频率边带的二级调制光信号Output₂；(5)光纤布拉格光栅FBG的反射端光电探测器PD₁获取上路信号，透射端光电探测器PD₂获取下路信号：(5a)光纤布拉格光栅FBG获取反射分量和透射分量：光纤布拉格光栅FBG对二级调制光信号Output₂进行过滤，在FBG的反射端口得到由Output₂的正负一阶边带构成的反射分量，在FBG的透射端口得到由Output₂的其他阶边带构成的透射分量；(5b)光纤布拉格光栅FBG的反射端口连接的光电探测器PD₁对光纤布拉格光栅FBG的反射分量进行光电转换，在PD₁的输出端口得到由一级本振信号LO₁的2倍频分量构成的上路信号；光纤布拉格光栅FBG的透射端口连接的光电探测器PD₂对光纤布拉格光栅FBG的透射分量进行光电转换，在PD₂的输出端口得到由一级本振信号LO₁的2倍频分量和6倍频分量构成的下路信号；(6)电相加器获取耦合信号：电相加器对步骤(5b)中的上路信号和下路信号进行耦合，得到由LO₁的2倍频分量和6倍频分量构成的耦合信号；(7)电相加器获取频率和功率可调的三角波：(7a)根据理想三角波的傅里叶展开式，推导一级马赫增德尔调制器MZM₁和二级马赫增德尔调制器MZM₂的调制指数所满足的公式：其中，A＝J₃(m₁)J₂(m₂)+J₁(m₁)J₀(m₂)‑J₁(m₁)J₂(m₂)，B＝J₃(m₁)J₀(m₂)+J₁(m₁)J₂(m₂)，C＝J₃(m₁)J₂(m₂)，m₁表示一级马赫增德尔调制器MZM₁的调制指数，且m₂表示二级马赫增德尔调制器MZM₂的调制指数，且V_π表示MZM₁和MZM₂的半波电压，表示一级本振信号LO₁的幅度，表示二级本振信号LO₂的幅度，J_n(·)表示第一类贝塞尔函数，其下标n表示贝塞尔函数的阶数；(7b)调整一级频率可调本振信号源S₁和二级频率可调本振信号源S₂的频率，同时按照一级马赫增德尔调制器MZM₁和二级马赫增德尔调制器MZM₂的调制指数所满足的公式，对ATT₁和ATT₂的衰减值进行调整，实现对耦合信号中2倍频分量和6倍频分量的绝对频率和幅值的控制，在电相加器的输出端口获取频率随S₁和S₂的频率以及功率随ATT₁和ATT₂的衰减值变化的三角波。