CN104980223A - 采用单臂光调制器产生倍频光毫米波装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种属于光纤无线(Radio-on-Fiber，缩写为ROF)通信系统技术领域中的采用一个单臂光调制器产生倍频光毫米波的装置。射频源产生的正弦波信号通过窄带放大器放大，入射到单臂调制器的射频信号输入端，由连续波激光器产生的单纵模光载波信号，进入单臂调制器的光输入端，光载波信号在单臂调制器中受到放大的射频信号的调制。如果调制器处于载波，一阶边带均抑制，只有二阶边带的调制状态，产生重复频率为正弦波射频信号四倍的光毫米波。如果调制器处于载波，一阶边带，二阶边带均抑制，只有三阶边带的调制状态，产生重复频率为正弦波射频信号六倍的光毫米波。本发明比以往的高倍频光毫米波产生方法节约了昂贵的光子器件，并使得ROF系统的结构更加简单。

Description

采用单臂光调制器产生倍频光毫米波装置

(一)技术领域

本发明属于光纤-无线通信(Radio-over-Fiber，缩写为ROF)通信系统技术领域。

(二)背景技术

目前无线电频谱资源已非常紧张，适合无线移动网络的频率其实已分割完毕，要进一步发展其他无线新技术，增强现有技术的频谱越来越困难，而我们对信息的需求在不断加强，现存的无线技术难以满足人们对带宽的要求。第四代无线接入系统将会延伸到毫米波段。光纤-无线系统(Radio-Over-Fiber，简称为ROF)将会成为解决宽带无线接入最有前景的技术。ROF系统充分利用光纤的巨大带宽以降低成本并结合无线通信技术的灵活性，将无线和光网络的融合成为一种既能增加接入网容量和移动性，又能降低运营成本的新型的接入网络。ROF系统的基本思想是将复杂的信号处理单元置于中心站，(Central Station，缩写为CS)，而基站(Base Station，简写为BS)只包含简单廉价的接收器件。各基站共享中心站的信号处理单元，减少了昂贵的信号处理单元数量，从而简化了基站的复杂性和结构。

光毫米波的产生是ROF系统性能的关键技术之一。光毫米波的产生的方法主要有三种：直接强度调制，外部强度调制和远程外差。而基于外部强度调制器的光毫米波产生方案具有较高的可靠性和较低价特性。常规的基于外部调制器产生毫米波的调制方式有：双边带调制(Double side-band，缩写为DSB)，单边带(Single side band，缩写为SSB)，及光载波抑制(Optical carriersuppression，缩写为OCS)技术。其中基于光OCS调制产生光毫米波的技术结构简单、节约电子器件和光器件的带宽。但是载波抑制产生的光毫米波只有二倍于射频信号的频率。目前研究高倍频毫米波产生的方案有很多种，而这些方案都是基于单个或多个双臂调制器产生的。这样无疑增加了系统的成本。

为了解决上述问题，我们的方案只采用一个单臂调制器就可以实现四、六倍于射频信号频率的光毫米波的产生。这样降低了光毫米波产生的成本，同时也降低了中心站的成本。

(三)发明内容

本发明针对上述情况，仅使用一个单臂光调制器，使得系统结构简单，降低系统的造价。

为了达到上述目的，本发明提供了一种倍频光毫米波产生装置。如图1所示。

所述的倍频光毫米波产生装置包括：

射频源1，用于产生一定频率的正弦波信号；

窄带放大器2，用于放大射频源产生的正弦波信号；

单臂调制器3，用于产生倍频光毫米；

激光器4，用于产生指定波长的光信号；

所述的六倍频光毫米波产生装置其特征在于包括以下工作过程：

射频源1产生的正弦波信号通过窄带放大器2放大，入射到单臂调制器3的射频信号输入端，由连续波激光器4产生的单纵模光载波信号，进入单臂调制器3的光输入端，光载波信号在单臂调制器3中受到放大的射频信号的调制。如果调制后输出的光毫米波的频谱为中心载波，一阶边带均抑制，只剩余二阶边带的光毫米波，所产生的光毫米波的频率为射频信号的四倍。如果调制后输出的光毫米波的频谱为中心载波，一阶边带，二阶边带均抑制，只剩余三阶边带的光毫米波，所产生的光毫米波的频率为射频信号的六倍。

本发明利用了单臂调制器产生光毫米波所具有较高可靠性和廉价特性，结构简单、易于实现。

(四)附图说明

图1为本发明的倍频光毫米波产生装置结构示意图。

图2为本发明产生的四倍频光毫米波频谱；

图3为本发明产生的六倍频光毫米波频谱；

图4为本发明产生的四倍频光毫米波眼图；

图5为本发明产生的六倍频光毫米波眼图；

图中：

1-射频源

2-窄带放大器

3-单臂调制器

4-激光器

(五)具体实施方式

下面结合实验例子和附图，对本发明作具体说明。

由图1所示，四倍频光毫米波产生装置的各部件分别说明如下：

射频源1，用于产生射频信号；本实施例中，射频信号为12GHZ，也可以为更高的频率；窄带放大器2用来放大射频信号，本实施例中，窄带放大器的电流设置在在0.55-0.6A与电压设置在2.9-3.3之间。本实施例中，窄带放大器的电流设置为0.58A与电压设置为3.1V。放大后的射频信号的峰峰值电压为6V。激光器4，用于产生指定波长的光信号，本实施例中为ECL，ECL的线宽小于100kHz，输出功率为14.5dBm，产生中心波长为1550.12nm的光载波；单臂调制器3，用于产生只有三阶边带的光毫米波信号。本实施例子单臂调制器3的带宽是0.036nm，直流偏置电压为0V，驱动信号是放大的射频信号，输出信号为光毫米波信号，其重复频率为48GHZ，为射频源产生的射频信号频率的四倍。

本实施例中产生的四倍频光毫米波的频谱如图2所示。

本实施例中产生的四倍频光毫米波眼图如图4所示；

由图1所示，六倍频光毫米波产生装置的各部件分别说明如下：

射频源1，用于产生射频信号；本实施例中，射频信号为12GHZ，也可以为更高的频率；窄带放大器2用来放大射频信号，本实施例中，窄带放大器的电流设置在0.8-0.85A与电压设置在10.3-10.7之间。本实施例中，窄带放大器的电流设置为0.83A与电压设置为10.5V。放大后的射频信号的峰峰值电压为12V。激光器4，用于产生指定波长的光信号，本实施例中为ECL，ECL的线宽小于100kHz，输出功率为14.5dBm，产生中心波长为1550.12nm的光载波；单臂调制器3，用于产生只有三阶边带的光毫米波信号。本实施例子单臂调制器3的带宽是0.036nm，直流偏置电压为5.9V，驱动信号是放大的射频信号，输出信号为光毫米波信号，其重复频率为72GHZ，为射频源产生的射频信号频率的六倍。

本实施例中产生的六倍频光毫米波的频谱如图3所示。

本实施例中产生的六倍频光毫米波眼图如图5所示；

本发明采用单臂调制器产生四、六倍频光毫米波，使得中心站结构简单、高稳定性和造价便宜。

总之，本发明的优点是能用较低的成本产生高性能光毫米波，使得ROF系统整体结构简单，尽量减少所使用的元器件的数量，性能稳定，容易实现。

Claims (6)

1.一种六倍频光毫米波的产生装置，用于为ROF系统的下行链路产生携带信号的毫米波，其特征在于所述的装置包括：

光源，用于产生光波，产生的光波入射光调制器；

射频源，用于产生射频信号；

放大器，用于放大所述射频源产生的射频信号，所述放大后的射频信号入射光调制器；；

所述光调制器，用于将所述放大的射频信号调制在所述光波上产生六倍频于所述射频信号的光毫米波。

2.根据权利要求1所述的光毫米产生装置，其特征在于：所述光调制器为单臂光调制器。

3.根据权利要求1所述的光毫米产生装置，其特征在于：所述放大器为窄带放大器。

4.根据权利要求2所述的光毫米产生装置，其特征在于：所述单臂调制器的直流偏置电压设置在5.5-6V之间与设置所述放大器的电流与电压，产生六倍频光毫米波。

5.根据权利要求3所述的光毫米产生装置，其特征在于：所述窄带放大器的电流设置在0.8-0.85A与电压设置在10.3-10.7之间与设置所述单臂调制器的直流偏置电压，产生六倍频光毫米波。

6.根据权利要求4所述的光毫米产生装置，其特征在于：光毫米波的频谱是中心载波，一阶边带，二阶边带均抑制，只剩余三阶边带。