電分路器5的一個(gè)輸出端與DP-QPSK調(diào)制器3的X-QPSK調(diào)制器的XI子調(diào)制相連，電分路器5的另一個(gè)輸出端經(jīng)過(guò)移相器4之后與DP-QPSK調(diào)制器3的X-QPSK調(diào)制器的XQ子調(diào)制相連，DP-QPSK調(diào)制器3輸出獲得光載波和正負(fù)四階邊帶，DP-QPSK調(diào)制器3輸出后與偏振控制器6相連，偏振控制器6輸出后與起偏器7相連，經(jīng)過(guò)起偏器7后，輸出的光信號(hào)光載波被抑制，只留下正負(fù)四階邊帶，然后，起偏器7的輸出端與光電探測(cè)器8的輸入端相連。最后，經(jīng)光電探測(cè)器8拍頻后，在輸出端得到了八倍頻的毫米波信號(hào)。
[0016]本實(shí)例中，方法的具體實(shí)施步驟是:
步驟一、光源產(chǎn)生工作波長(zhǎng)λ為1552.153nm的連續(xù)光波，連續(xù)光波輸入到半波電壓為3.5V的DP-QPSK調(diào)制器，射頻信號(hào)源輸出3GHz的本振信號(hào)經(jīng)電分路器后分成功率相等的兩路，一路用于驅(qū)動(dòng)DP-QPSK調(diào)制器的X-QPSK調(diào)制器的XI子調(diào)制，另一路通過(guò)移相器移相/2后驅(qū)動(dòng)DP-QPSK調(diào)制器的X-QPSK調(diào)制器的XQ子調(diào)制；
步驟二、設(shè)置DP-QPSK調(diào)制器的X-QPSK調(diào)制器的XI子調(diào)制器的偏置電壓為0V，DP-QPSK調(diào)制器的X-QPSK調(diào)制器的XQ子調(diào)制器的偏置電壓為0V，X-QPSK調(diào)制器主調(diào)制器的偏置電壓為ov。X-QPSK調(diào)制器的XI子調(diào)制器輸出主要包含光裁波、正負(fù)二階邊帶以及正負(fù)四階邊帶，X-QPSK調(diào)制器的XQ子調(diào)制器輸出主要包含光載波、正負(fù)二階邊帶以及正負(fù)四階邊帶，Y-QPSK調(diào)制器輸出光載波；
步驟三、由于驅(qū)動(dòng)XI與XQ兩個(gè)子調(diào)制器的射頻信號(hào)具有η /2的相位差，因此MI調(diào)制器輸出的正負(fù)二階與XQ調(diào)制器輸出的正負(fù)二階具有η的相位差，而正負(fù)四階邊帶同相，因此在X-QPSK調(diào)制器的輸出端正負(fù)二階邊帶相互抵消，正負(fù)四階邊帶增強(qiáng)。Y-QPSK調(diào)制器輸出光載波。因此在DP-QPSK調(diào)制器的輸出端，只有光載波和正負(fù)四階邊帶；
步驟四、調(diào)節(jié)偏振控制器，使由DP-QPSK調(diào)制器輸出的光譜中的光載波得到抑制，這樣經(jīng)過(guò)起偏器后，光譜中只留下較純凈的4階邊帶和+4階邊帶。
步驟五、起偏器輸出的光信號(hào)射入光電探測(cè)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生了頻率為24GHz的毫米波信號(hào)。由圖4可以看出該方案獲得了頻率為24GHz的電譜，射頻雜散抑制比達(dá)到了 12.68dB。由圖5可以看出該方案生成的八倍頻微波信號(hào)具有較好的相位噪聲特性，與射頻元本振的相位噪聲惡化18dB。
[0017]綜上，本發(fā)明由于利用了 DP-QPSK調(diào)制器的相干疊加特性和非線性特性實(shí)現(xiàn)了毫米波八倍頻信號(hào)的產(chǎn)生。降低了毫米波系統(tǒng)中對(duì)光電調(diào)制器和射頻本振的頻率要求，且產(chǎn)生的毫米波信號(hào)頻率純凈度高。該發(fā)明使得高頻、極高頻毫米波信號(hào)的產(chǎn)生有了更實(shí)際的操作性。
[0018]總之，以上所述實(shí)施方案僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非僅用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容上，還可以做出若干等同變形和替換，毫米波的頻率范圍不限于24GHz，如果使用5GHz的射頻本振，該系統(tǒng)可以產(chǎn)生40GHz的毫米波信號(hào)，這些等同變形和替換以及頻率范圍的調(diào)整也應(yīng)視為本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.利用DP-QPSK調(diào)制器產(chǎn)生八倍頻毫米波的裝置，包括光源、射頻信號(hào)源、DP-QPSK調(diào)制器、移相器、電分路器、偏振控制器、起偏器以及光電探測(cè)器；所述DP-QPSK調(diào)制器設(shè)置在光源的出射光路上，其特征在于:所述DP-QPSK調(diào)制器的輸出端與偏振控制器連接，所述偏振控制器的輸出端與起偏器連接，所述起偏器與光電探測(cè)器相連接； 所述DP-QPSK調(diào)制器的X-QPSK的下臂射頻端口連接有對(duì)微波信號(hào)產(chǎn)生相移的電移相器，電移相器引入90°相移，所述電移相器的輸入端與電分路器的一個(gè)輸出端連接，所述電分路器的另一個(gè)輸出端與X-QPSK的上臂射頻端口連接，所述電分路器的輸入端輸入微波信號(hào)，X-QPSK的兩個(gè)子調(diào)制均工作在最大點(diǎn)，X-QPSK的主調(diào)制器工作在最大點(diǎn)，X-QPSK子調(diào)制器輸出為載波和正負(fù)四階邊帶； 所述DP-QPSK調(diào)制器的Y-QPSK的上下臂子調(diào)制均不加射頻信號(hào)，Y-QPSK子調(diào)制輸出僅包括光載波，DP-QPSK輸出經(jīng)過(guò)偏振控制器和起偏器后，光電探測(cè)器輸出為八倍頻信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)產(chǎn)生微波八倍頻信號(hào)的裝置，其特征在于:所述電移相器可以連接在DP-QPSK調(diào)制器的X-QPSK調(diào)制器的上臂射頻端口與電分路器的一個(gè)輸出端口之間或者下臂射頻端口與電分路器的一個(gè)輸出端口之間。3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的光學(xué)產(chǎn)生微波八倍頻信號(hào)的裝置，其特征在于:所述DP-QPSK調(diào)制器與光電探測(cè)器之間設(shè)置只有偏振控制器和起偏器。4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的利用DP-QPSK調(diào)制產(chǎn)生八倍頻毫米波的裝置，其特征在于:所述DP-QPSK調(diào)制器包括X-QPSK和Y-QPSK兩個(gè)雙平行馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器(DPMZM)，DPMZM調(diào)制器均包括三個(gè)馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器，其中一個(gè)馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器作為主調(diào)制器，另外兩個(gè)馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器作為子調(diào)制器嵌在主調(diào)制器中。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用DP-QPSK調(diào)制器產(chǎn)生八倍頻毫米波的裝置，其特征在于:所述的X-QPSK和Y-QPSK調(diào)制器具有相同的結(jié)構(gòu)和性能。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用DP-QPSK調(diào)制器產(chǎn)生八倍頻毫米波的裝置，其特征在于:所述X-QPSK和Y-QPSK調(diào)制器具有獨(dú)立的射頻信號(hào)輸入端口和偏置端口，另外還有一個(gè)主偏置端口。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用雙偏振正交相移鍵控(DP-QPSK)調(diào)制器產(chǎn)生八倍頻毫米波的裝置及方法，該發(fā)明涉及微波技術(shù)領(lǐng)域及光通信技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于高頻毫米波的生成。所述該方法如附圖所示，包括光源、射頻信號(hào)源、DP-QPSK調(diào)制器、移相器、電分路器、偏振控制器、起偏器以及光電探測(cè)器。利用DP-QPSK調(diào)制器兩個(gè)子調(diào)制器X-QPSK和Y-QPSK的非線性特性和干涉疊加特性，在X-QPSK的X-QPSK的XI和XQ兩個(gè)子調(diào)制器以及主調(diào)制器均工作在最大點(diǎn)時(shí)，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)偏振控制器，即可產(chǎn)生八倍頻毫米波信號(hào)，使產(chǎn)生高頻/極高頻信號(hào)所需的射頻頻率指標(biāo)大大降低，進(jìn)而降低了系統(tǒng)成本。本方法避免了濾波器的使用，頻率調(diào)節(jié)性很好。同時(shí)，生成的信號(hào)相位噪聲和頻譜純度很好。
【IPC分類】H04L27/20, H04L27/36, H04B10/25
【公開(kāi)號(hào)】CN105099558
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510476783
【發(fā)明人】劉文雅, 文愛(ài)軍, 高永勝, 蔣煒
【申請(qǐng)人】西安電子科技大學(xué), 西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年7月29日