CN105007121A - 基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置及方法 - Google Patents
基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105007121A CN105007121A CN201510506651.2A CN201510506651A CN105007121A CN 105007121 A CN105007121 A CN 105007121A CN 201510506651 A CN201510506651 A CN 201510506651A CN 105007121 A CN105007121 A CN 105007121A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- millimeter
- wave
- angular momentum
- orbital angular
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
本发明公开了基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置及方法，包括八路光学毫米波相位调制链路，环形发射天线阵以及环形接收天线阵，以轨道角动量作为一个新的信息承载维度，大幅提高毫米波通信容量以及频谱利用率，利用光载无线技术将毫米波的轨道角动量调制从电域搬移至光域，从而实现毫米波轨道角动量的高速调制，并利用天线阵将毫米波轨道角动量信号辐射至自由空间以及接收解调。本发明的毫米波轨道角动量通信系统突破了传统轨道角动量调制速度慢，解调复杂、效率低下等不足；兼具光载无线通信的优势，可以利用光纤来实现毫米波轨道角动量信息的长距离传输；可拓展传统无线解调技术来实现毫米波轨道角动量的解调，保证了系统的便捷性。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置及方法。
背景技术
毫米波，尤其是高频毫米波以其高带宽、受杂波影响小、电屏蔽性好等优点，近年来在通信领域得到了迅速发展。高频毫米波在大气中传输时，由于大气中水蒸气、氧分子的吸收作用，能量受到巨大衰减。对毫米波波段，总带宽达到上百GHz以上，60GHz，75-110GHz，120GHz以及大于300GHz的频段由于对应大气吸收峰，不需要申请无线电执照属于开放频段。与60GHz以及120GHz相比，100GHz频段的毫米波拥有相对较低的传输损耗以及更宽的传输窗口，在许多国家已经被定义为户外“千兆比特”无线数据传输频段。而传统电域产生毫米波信号需要高频电子设备，价格昂贵、系统复杂。
为解决毫米波在大气中传输时受到的严重大气衰减以及电域产生高频信号的高额成本，光载无线技术将毫米波的生成以及信号处理从电域搬移至光域，融合了光纤通信高带宽、低损耗、抗电磁干扰以及无线通信的灵活性等优点，成为业界研究的重点。而随着以高清电视、IPTV、云计算等高速数据业务以及智能终端的普及，通信速率迅猛提升。现有无线通信中，带宽资源的开发已趋于极限，资源不足限制了通信带宽的进一步提升。而单纯通过提高无线载波频率来进行扩容非常困难，即使采用了高阶编码以及信道共享技术等，迅速发展的现代通信系统仍然面临着传输速率提升困难的严峻挑战。
发展新的通信技术变的越来越重要。众所周知，作为信息载体的电磁波具有线动量以及角动量。而目前广泛研究的无线通信系统主要采用平面波，调制以及复用通常基于线动量来实现，其实现方式成熟、结构简单，但进一步提升信息传输容量非常困难。涡旋电磁波是指在传播方向上强度对称，但相位螺旋变化的电磁波束，是能够携带轨道角动量（Orbital Angular Momentum，轨道角动量）的结构化电磁波。因此在传统平面波携带信息的动量，相位、幅度、频率以及偏振态四个维度的基础上增加了一个新的维度---轨道角动量。不同的涡旋态用拓扑荷值l来表示，且理论上l来说具有无穷的正交区间。利用涡旋波束来搭载多级幅度/相位调制信息，能通过复用涡旋波束来实现容量以及频谱效率的倍增。同时，利用涡旋波束来搭载不同的数据信息，有望实现涡旋波束间数据信号的灵活交换以及高速信息处理。因此，轨道角动量正是可以用来进行高效信息传输的新的物理维度。
目前，利用轨道角动量这一新的维度在通信领域中的应用还处于起步阶段，一系列问题还有待进一步解决。在光通信中，由于单模光纤对轨道角动量模式的损伤，传输信道局限于空间以及特定的Vortex光纤。同时，不论是在光域还是无线领域，轨道角动量态调制速度慢，无法实现信号的高速加载，轨道角动量基本用于信号的复用。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置及方法，其能够解决由于单模光纤对轨道角动量模式的损伤，轨道角动量传输信道局限于空间以及特定的Vortex光纤，并且轨道角动量态调制速度慢，无法实现信号的高速加载的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置，其包括：光学毫米波相位调制链路、与光学毫米波相位调制链路相连接的环形发射天线阵和环形接收天线阵；所述光学毫米波相位调制链路用于将轨道角动量相位信息调制至光学毫米波信号的高阶上边带/下边带，经过高速光电探测器拍频后产生毫米波信号；所述环形发射天线阵用于将毫米波信号辐射至自由空间形成涡旋毫米波；所述环形接收天线阵用于接收涡旋毫米波。
所述光学毫米波相位调制链路为八路光学毫米波相位调制链路，其具体包括：激光光源、用于耦合激光光源输出光束的第一耦合器、用于调制光源并抑制奇数阶光边带得到两个二阶边带及中心光载波的马赫增德尔调制器、用于驱动马赫增德尔调制器对光源进行调制的RF射频发生器、用于过滤中心载波的梳状滤波器、用于滤波得到光载波二阶上/下边带并将轨道角动量相位信号映射调制至光载波上/下边带上的滤波调制单元、用于将光载波耦合进入光纤的第二耦合器、用于传输光载波的光纤、用于放大光载波的放大器和用于进行滤波并拍频产生携带轨道角动量相位信息的毫米波信号的高速滤波光电探测单元。
所述毫米波信号通过25GHz的射频发生器驱动单一马赫增德尔调制器同时调制八路光源，在光域中实现射频源信号的四倍频产生100GHz的光学毫米波信号。
所述光学毫米波相位调制链路为八路光学毫米波相位调制链路，其具体包括：激光光源、用于耦合激光光源输出光束的第一耦合器、两个用于调制光源并抑制奇数阶光边带以及二阶边带得到两个四阶边带及中心光载波的马赫增德尔调制器、用于产生两个矢量正交的射频信号驱动马赫增德尔调制器对光源进行调制的RF射频发生器、功分器和相位延时器、用于过滤中心载波的梳状滤波器、用于滤波得到光载波四阶上/下边带和完整光载波，并将轨道角动量相位信号映射调制至光载波四阶上/下边带上的滤波调制单元、用于将光载波耦合进入光纤的第二耦合器、用于传输光载波的光纤、用于放大光载波的放大器和用于进行滤波拍频产生携带轨道角动量相位信息的毫米波信号的高速滤波光电探测单元。
所述毫米波信号通过12.5GHz的射频发生器驱动两个级联马赫增德尔调制器以及调控马赫增德尔调制器的偏置电压，在光域中实现射频源信号的八倍频产生100GHz的光学毫米波信号。
所述高速滤波光电探测单元包括：用于滤波的滤波器和进行拍频产生携带相位/幅度信息的高速光电探测器。
所述滤波调制单元包括：用于滤波的滤波器和用于将轨道角动量相位信号映射调制至光载波高阶上/下边带上的相位调制器。
基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信方法，其以轨道角动量为信息承载维度，具体过程如下：首先通过光学毫米波相位调制链路在光域将轨道角动量相位信息调制至光学毫米波信号的高阶上边带/下边带，并经过拍频产生携带轨道角动量相位信息的毫米波信号，所述毫米波信号通过环形发送天线阵将毫米波辐射至自由空间形成涡旋毫米波，最后所述毫米波通过环形接收天线阵进行接收解调，并采用混频器对接收到的毫米波信号进行下变频。
所述光学毫米波为八路，其波频段为100GHz微波频段。
有益效果：与现有技术相比，本发明所提供的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置及方法，其包括光学毫米波相位调制链路、与光学毫米波相位调制链路相连接的环形发射天线阵和环形接收天线阵；所述光学毫米波相位调制链路用于将轨道角动量相位信息调制至八路光学毫米波信号的高阶上边带/下边带，经过高速光电探测器拍频后产生毫米波信号；所述环形发射天线阵用于将毫米波信号辐射至自由空间形成涡旋毫米波；所述环形接收天线阵接收涡旋毫米波；其采用轨道角动量作为一个新的信息承载维度，大幅提高毫米波通信容量以及频谱利用率，利用光载无线技术将毫米波的轨道角动量调制从电域搬移至光域，从而实现毫米波轨道角动量的高速调制，并利用天线阵将毫米波轨道角动量信号辐射至自由空间以及接收解调。本发明的毫米波轨道角动量通信装置突破了传统轨道角动量调制速度慢，解调复杂、效率低下等不足；兼具了光载无线通信的优势，可以利用光纤来实现毫米波轨道角动量信息的长距离传输；可拓展传统无线解调技术来实现毫米波轨道角动量的解调，保证了系统的便捷性。
附图说明
图1为本发明基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置示意图。
图2为本发明提供第一实施例的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置示意图。
图3为本发明提供第二实施例的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置示意图。
图4为本发明提供第三实施例的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置示意图。
图5为本发明提供第四实施例的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置示意图。
具体实施方式
本发明提供的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置及方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图，通过对实施例的描述，对发明内容作进一步说明。
请参见图1，图1为本发明基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置示意图。如图所示，所述基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信系统装置，其包括光学毫米波相位调制链路100、与光学毫米波相位调制链路100相连接的环形发射天线阵200和环形接收天线阵300；所述光学毫米波相位调制链路100用于将轨道角动量相位信息调制至光学毫米波信号的高阶上边带/下边带，经过高速光电探测器拍频后产生毫米波信号；所述环形发射天线阵200用于将毫米波信号辐射至自由空间形成涡旋毫米波；所述环形接收天线阵300用于接收涡旋毫米波。
具体的，所述光学毫米波相位调制链路100为用于将轨道角动量相位信息调制至光学毫米波信号的高阶上边带/下边带，经过高速光电探测器拍频后产生毫米波信号的光学毫米波相位调制装置，其可以为八路光学毫米波相位调制链路。
本实施例的提供的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置，其采用轨道角动量作为一个新的信息承载维度，能大幅提高毫米波通信容量以及频谱利用率，将毫米波轨道角动量信息调控从电域搬移至光域，实现毫米波轨道角动量的高速调制。突破了传统轨道角动量调制速度慢，解调复杂、效率低下等不足；兼具了光载无线通信的优势，可以利用光纤来实现毫米波轨道角动量信息的长距离传输；可拓展传统无线解调技术来实现毫米波轨道角动量的解调，保证了系统的便捷性。
本发明还提供了一种基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信方法，其以轨道角动量为信息承载维度，具体过程如下：首先通过光学毫米波相位调制链路在光域将轨道角动量相位信息调制至光学毫米波信号的高阶上边带/下边带，并经过拍频产生携带轨道角动量相位信息的毫米波信号，所述毫米波信号通过环形发送天线阵将毫米波辐射至自由空间形成涡旋毫米波，最后所述毫米波通过环形接收天线阵进行接收解调，并采用混频器对接收到的毫米波信号进行下变频。
为了进一步理解本发明的具体内容，下面给出几个具体实施例加以说明。
实施例1
所述基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置，其包括光学毫米波相位调制链路100、与光学毫米波相位调制链路100相连接的环形发射天线阵200和环形接收天线阵300；所述光学毫米波相位调制链路100用于将轨道角动量相位信息调制至八路光学毫米波信号的二阶上边带，经过高速光电探测器拍频后产生毫米波信号；所述环形发射天线阵200用于将毫米波信号辐射至自由空间形成涡旋毫米波；所述环形接收天线阵300用于接收涡旋毫米波。
具体地，所述光学毫米波相位调制链路100为八路光学毫米波相位调制链路，其具体包括：8个激光光源101、第一耦合器102、第二耦合器107、RF射频发生器103、马赫增德尔调制器104、梳状滤波器105、滤波调制单元106、光纤108、放大器109和高速滤波光电探测单元110。八个激光光源101输出的光束调节波长后通过第一耦合器102耦合，并使用25GHz的射频发生器103驱动马赫增德尔调制器104对光源进行调制，抑制奇数阶光边带得到两个二阶边带及中心光载波。通过梳状滤波器105滤去中心载波，并使用滤波调制单元106滤波得到八路光载波二阶上边带和一路完整光载波，将轨道角动量相位信号映射调制至其上边带上，经第二耦合器107耦合后进入标准单模光纤108传输至基站。在基站使用高速滤波光电探测单元110进行滤波拍频，产生携带轨道角动量相位信息的八路100GHz毫米波信号。所述微米波信号经发射端八根天线组成的环形发射天线阵200辐射至自由空间，形成涡旋毫米波信号，在接收端设置二十根天线组成的环形接收天线阵300用于接收涡旋毫米波信号。
在本实施例中，所述滤波调制单元包括：用于滤波得到八路光载波二阶上边带和一路完整光载波的滤波器和用于将轨道角动量相位信号映射调制至二阶上边带上的相位调制器。
在本实施例中，所述微米波信号是采用25GHz的射频源驱动单一马赫增德尔调制器同时调制八路光源，在光域中实现射频源信号的四倍频产生100GHz的光学毫米波信号。
在本实施例中，所述高速滤波光电探测单元由八路滤波器及高速光电探测器组成；其将八路光学毫米波信号滤出，并进行拍频产生携带相位/幅度信息的100GHz毫米波信号。其拍频产生毫米波信号时能保留相位/幅度信息，并且在光域中进行相位调制速率极高。
所述环形发送天线阵200在空间上以八路天线构成，其可以以直径为20个毫米波波长的天线等间距形成的圆环发射天线，将毫米波辐射至自由空间后形成涡旋毫米波信号，也可以以直径为10个100GHz毫米波波长的天线等间距形成的圆环发射天线。其天线阵排布紧凑、辐射的涡旋毫米波波束质量较高，最高能产生拓扑荷数为0、±1、±2、±3、±4等九种涡旋态。
所述环形接收天线阵300在空间上以八路天线构成，其可以以直径为20个毫米波波长的天线等间距形成的圆环接收天线，将毫米波辐射至自由空间后形成涡旋毫米波信号，也可以以直径为10个100GHz毫米波波长的天线等间距形成的圆环接收天线。进一步，其可以采用混频器对接收到的毫米波信号进行下变频。
实施例2
所述基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信系统装置，其包括光学毫米波相位调制链路100、与光学毫米波相位调制链路100相连接的环形发射天线阵200和环形接收天线阵300；所述光学毫米波相位调制链路100用于将轨道角动量相位信息调制至八路光学毫米波信号的高阶下边带，经过高速光电探测器拍频后产生毫米波信号；所述环形发射天线阵200用于将毫米波信号辐射至自由空间形成涡旋毫米波；所述环形接收天线阵300用于接收涡旋毫米波。
具体地，所述光学毫米波相位调制链路100为八路光学毫米波相位调制链路，其具体包括：八个激光光源101、第一耦合器102、第二耦合器107、RF射频发生器103、马赫增德尔调制器104、梳状滤波器105、滤波调制单元106、光纤108、放大器109和高速滤波光电探测单元110。八个激光光源101输出的光束调节波长后通过第一耦合器102耦合，并使用25GHz的射频发生器103驱动马赫增德尔调制器104对光源进行调制，抑制奇数阶光边带得到两个二阶边带及中心光载波。通过梳状滤波器105滤去中心载波，并使用滤波调制单元106滤波得到八路光载波二阶下边带和一路完整光载波，将轨道角动量相位信号映射调制至其下边带上，经第二耦合器107耦合后进入标准单模光纤108传输至基站。在基站使用高速滤波光电探测单元110进行滤波拍频，产生携带轨道角动量相位信息的八路100GHz毫米波信号。所述微米波信号经发射端八根天线组成的环形发射天线阵200辐射至自由空间，形成涡旋毫米波信号，在接收端 的环形接收天线阵300用于接收涡旋毫米波信号。
在本实施例中，所述滤波调制单元106包括：用于滤波得到八路光载波二阶下边带和一路完整光载波的滤波器和用于将轨道角动量相位信号映射调制至二阶下边带上的相位调制器。
实施例3
所述基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信系统装置，其包括光学毫米波相位调制链路100、与光学毫米波相位调制链路100相连接的环形发射天线阵200和环形接收天线阵300；所述光学毫米波相位调制链路100用于将轨道角动量相位信息调制至八路光学毫米波信号的高阶上边带，经过高速光电探测器拍频后产生毫米波信号；所述环形发射天线阵200用于将毫米波信号辐射至自由空间形成涡旋毫米波；所述环形接收天线阵300接收涡旋毫米波。
具体地，所述光学毫米波相位调制链路100为八路光学毫米波相位调制链路，其具体包括：八个激光光源101、第一耦合器102、第二耦合器110、第一马赫增德尔调制器103、第二马赫增德尔调制器104、RF射频发生器105、功分器106、相位延时器107、梳状滤波器108、滤波调制单元109、光纤111、放大器112和滤波高速光电探测单元113。八个激光光源101发出的光束调节波长后通过第一耦合器102耦合成一束光，利用射频发生器105、功分器106以及相位延时器107产生两个矢量正交的12.5GHz射频信号，驱动第一马赫增德尔调制器103和第二马赫增德尔调制器104对光源进行调制，抑制奇数阶光边带以及二阶边带得到两个四阶边带及中心光载波。经梳状滤波器108滤去中心载波后，用滤波调制单元109得到八路光载波四阶上边带和一路完整光载波，并将轨道角动量相位信息映射调制至其上边带上，经第二耦合器110耦合后进入标准单模光纤111传输至基站。在基站采用高速滤波光电探测单元113进行滤波拍频产生携带轨道角动量相位信息分布的八路100GHz毫米波信号，经发射端八根天线组成的环形发射天线阵200发射形成涡旋电磁波在自由空间中传播，在接收端设置二十根天线组成的环形接收天线阵300用于接收信号。
进一步，所述毫米波信号通过12.5GHz的射频发生器105以及调控第一马赫增德尔调制器103和第二马赫增德尔调制器104的偏置电压，在光域中实现射频源信号的八倍频产生100GHz的光学毫米波信号；其中，第一马赫增德尔调制器103和第一马赫增德尔调制器104为两个级联马赫增德尔调制器；在光学倍频法产生光学毫米波信号时，可以利用25GHz的射频信号驱动马赫增德尔调制器实现四倍频，从而采用两个级联的马赫增德尔调制器，可以实现通过12.5GHz的射频信号驱动马赫增德尔调制器实现八倍频。
在本实施例中，所述滤波调制单元109包括：用于滤波得到八路光载波四阶上边带和一路完整光载波的滤波器和用于将轨道角动量相位信号映射调制至四阶上边带上的相位调制器。
实施例4
所述基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信系统装置，其包括光学毫米波相位调制链路100、与光学毫米波相位调制链路100相连接的环形发射天线阵200和环形接收天线阵300；所述光学毫米波相位调制链路100用于将轨道角动量相位信息调制至八路光学毫米波信号的高阶下边带，经过高速光电探测器拍频后产生毫米波信号；所述环形发射天线阵200用于将毫米波信号辐射至自由空间形成涡旋毫米波；所述环形接收天线阵300用于接收涡旋毫米波。
具体地，所述光学毫米波相位调制链路100为八路光学毫米波相位调制链路，其具体包括：八个激光光源101、第一耦合器102、第二耦合器110、第一马赫增德尔调制器103、第二马赫增德尔调制器104、RF射频发生器105、功分器106、相位延时器107、梳状滤波器108、滤波调制单元109、光纤111、放大器112和滤波高速光电探测单元113。八个激光光源101发出的光束调节波长后通过第一耦合器102耦合成一束光，利用射频发生器105、功分器106以及相位延时器107产生两个矢量正交的12.5GHz射频信号，驱动第一马赫增德尔调制器103和第二马赫增德尔调制器104对光源进行调制，抑制奇数阶光边带以及二阶边带得到两个四阶边带及中心光载波。经梳状滤波器108滤去中心载波后，用滤波调制单元109得到八路光载波四阶下边带和一路完整光载波，并将轨道角动量相位信息映射调制至其下边带上，经第二耦合器110耦合后进入标准单模光纤111传输至基站。在基站采用高速滤波光电探测单元113进行滤波拍频产生携带轨道角动量相位信息分布的八路100GHz毫米波信号，经发射端八根天线组成的环形发射天线阵200发射形成涡旋电磁波在自由空间中传播，在接收端设置二十根天线组成的环形接收天线阵300用于接收信号。
在本实施例中，所述滤波调制单元109包括：用于滤波得到八路光载波四阶下边带和一路完整光载波的滤波器和用于将轨道角动量相位信号映射调制至四阶下边带上的相位调制器。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置，其包括：光学毫米波相位调制链路、与光学毫米波相位调制链路相连接的环形发射天线阵和环形接收天线阵；所述光学毫米波相位调制链路用于将轨道角动量相位信息调制至光学毫米波信号的高阶上边带/下边带，经过高速光电探测器拍频后产生毫米波信号；所述环形发射天线阵用于将毫米波信号辐射至自由空间形成涡旋毫米波；所述环形接收天线阵用于接收涡旋毫米波。
2.根据权利要求1所述的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置，其特征在于：所述光学毫米波相位调制链路为八路光学毫米波相位调制链路，其具体包括：激光光源、用于耦合调节波长的激光光源输出的光束的第一耦合器、用于调制光源并抑制奇数阶光边带得到两个二阶边带及中心光载波的马赫增德尔调制器、用于驱动马赫增德尔调制器对光源进行调制的RF射频发生器、用于过滤中心载波的梳状滤波器、用于滤波得到光载波二阶上/下边带并将轨道角动量相位信号映射调制至光载波上边带上/下的滤波调制单元、用于将光载波耦合进入光纤的第二耦合器、用于传输光载波的光纤、用于放大光载波的放大器和用于进行滤波拍频产生携带轨道角动量相位信息的毫米波信号的高速滤波光电探测单元。
3.根据权利要求2所述的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置，其特征在于：所述毫米波信号通过25GHz的射频发生器驱动单一马赫增德尔调制器同时调制八路光源，在光域中实现射频源信号的四倍频产生100GHz的光学毫米波信号。
4.根据权利要求1所述的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置，其特征在于：所述光学毫米波相位调制链路为八路光学毫米波相位调制链路，其具体包括：激光光源、用于耦合调节波长的激光光源输出的光束的第一耦合器、两个用于调制光源并抑制奇数阶光边带以及二阶边带得到两个四阶边带及中心光载波的马赫增德尔调制器、用于产生两个矢量正交的射频信号并驱动马赫增德尔调制器对光源进行调制的RF射频发生器、功分器和相位延时器、用于过滤中心载波的梳状滤波器、用于滤波得到光载波四阶上/下边带和完整光载波，并将轨道角动量相位信号映射调制至光载波四阶上/下边带上的滤波调制单元、用于将光载波耦合进入光纤的第二耦合器、用于传输光载波的光纤、用于放大光载波的放大器和用于进行滤波拍频产生携带轨道角动量相位信息的毫米波信号的高速滤波光电探测单元。
5.根据权利要求4所述的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置，其特征在于，所述毫米波信号通过12.5GHz的射频发生器驱动两个级联马赫增德尔调制器以及调控马赫增德尔调制器的偏置电压，在光域中实现射频源信号的八倍频产生100GHz的光学毫米波信号。
6.根据权利要求2、3、4或5所述的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置，其特征在于，所述高速滤波光电探测单元包括：用于滤波的滤波器和用于进行拍频产生携带相位/幅度信息的高速光电探测器。
7.根据权利要求2、3、4或5所述的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置，其特征在于，所述滤波调制单元包括：用于滤波的滤波器和用于将轨道角动量相位信号映射调制至光载波高阶上/下边带上的相位调制器。
8.基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信方法，其特征在于，其以轨道角动量为信息承载维度，具体过程如下：首先通过光学毫米波相位调制链路在光域将轨道角动量相位信息调制至光学毫米波信号的高阶上边带/下边带，并经过拍频产生携带轨道角动量相位信息的毫米波信号，所述毫米波信号通过环形发送天线阵将毫米波辐射至自由空间形成涡旋毫米波，最后所述毫米波通过环形接收天线阵进行接收解调，并采用混频器对接收到的毫米波信号进行下变频。
9.根据权利要求8所述的基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信方法，其特征在于，所述光学毫米波为八路，其波频段为100GHz微波频段。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510506651.2A CN105007121B (zh) | 2015-08-18 | 2015-08-18 | 基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510506651.2A CN105007121B (zh) | 2015-08-18 | 2015-08-18 | 基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105007121A true CN105007121A (zh) | 2015-10-28 |
| CN105007121B CN105007121B (zh) | 2018-08-14 |
Family
ID=54379656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510506651.2A Active CN105007121B (zh) | 2015-08-18 | 2015-08-18 | 基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105007121B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105471803A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-06 | 深圳大学 | 一种基于天线阵的毫米波高速调制解调系统及方法 |
| CN106027134A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-10-12 | 扬州大学 | 一种光子微波相控阵收发系统及其方法 |
| CN106788745A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-31 | 深圳大学 | 一种轨道角动量相干解复用的装置及分离检测的方法 |
| CN110401488A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-11-01 | 北京邮电大学 | 一种解调方法及装置 |
| CN110957980A (zh) * | 2018-09-27 | 2020-04-03 | 天津大学青岛海洋技术研究院 | 一种基于SiGe工艺的毫米波有源正交信号发生器 |
| CN112550378A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-26 | 安徽徽一通讯科技有限公司 | 一种轨道伴行光缆与轨道间位置映射方法、系统和存储器 |
| WO2023166741A1 (ja) * | 2022-03-04 | 2023-09-07 | 日本電信電話株式会社 | 送信装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102655A1 (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-11 | The University Court Of The University Of Glasgow | Photonic switch working in momentum-divison-multiple-access (mdma) mode for microwave and optical wavelengths based upon the measurement of the spin, the orbital angular momentum and the total angular momentum of the involved photo |
| CN101345556A (zh) * | 2008-08-11 | 2009-01-14 | 北京航空航天大学 | 携有轨道角动量电磁波束的无线通信系统 |
| CN101599800A (zh) * | 2009-04-27 | 2009-12-09 | 北京邮电大学 | 利用铌酸锂调制器产生8倍频光载毫米波的装置与方法 |
-
2015
- 2015-08-18 CN CN201510506651.2A patent/CN105007121B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102655A1 (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-11 | The University Court Of The University Of Glasgow | Photonic switch working in momentum-divison-multiple-access (mdma) mode for microwave and optical wavelengths based upon the measurement of the spin, the orbital angular momentum and the total angular momentum of the involved photo |
| CN101345556A (zh) * | 2008-08-11 | 2009-01-14 | 北京航空航天大学 | 携有轨道角动量电磁波束的无线通信系统 |
| CN101599800A (zh) * | 2009-04-27 | 2009-12-09 | 北京邮电大学 | 利用铌酸锂调制器产生8倍频光载毫米波的装置与方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| HAOTIAN WU 等: "Electrically optical phase controlling for millimeter wave orbital angular momentum multi-modulation communication", 《OPTICS COMMUNICATIONS》 * |
| XINLU GAO 等: "Generating, multiplexing/demultiplexing and receiving the orbital angular momentum of radio frequency signals using an optical true time delay unit", 《JOURNAL OF OPTICS》 * |
| 吴国成: "光载无线接入系统中光生毫米波技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105471803A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-06 | 深圳大学 | 一种基于天线阵的毫米波高速调制解调系统及方法 |
| CN105471803B (zh) * | 2015-12-09 | 2019-02-01 | 深圳大学 | 一种基于天线阵的毫米波高速调制解调系统及方法 |
| CN106027134A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-10-12 | 扬州大学 | 一种光子微波相控阵收发系统及其方法 |
| CN106027134B (zh) * | 2016-05-20 | 2019-09-20 | 扬州大学 | 一种光子微波相控阵收发系统及其方法 |
| CN106788745A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-31 | 深圳大学 | 一种轨道角动量相干解复用的装置及分离检测的方法 |
| CN106788745B (zh) * | 2016-11-25 | 2018-12-25 | 深圳大学 | 一种轨道角动量相干解复用的装置及分离检测的方法 |
| CN110957980A (zh) * | 2018-09-27 | 2020-04-03 | 天津大学青岛海洋技术研究院 | 一种基于SiGe工艺的毫米波有源正交信号发生器 |
| CN110957980B (zh) * | 2018-09-27 | 2023-06-20 | 天津大学青岛海洋技术研究院 | 一种基于SiGe工艺的毫米波有源正交信号发生器 |
| CN110401488A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-11-01 | 北京邮电大学 | 一种解调方法及装置 |
| CN112550378A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-26 | 安徽徽一通讯科技有限公司 | 一种轨道伴行光缆与轨道间位置映射方法、系统和存储器 |
| CN112550378B (zh) * | 2020-11-26 | 2023-03-17 | 安徽徽一通讯科技有限公司 | 一种轨道伴行光缆与轨道间位置映射方法、系统和存储器 |
| WO2023166741A1 (ja) * | 2022-03-04 | 2023-09-07 | 日本電信電話株式会社 | 送信装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105007121B (zh) | 2018-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105007121A (zh) | 基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信装置及方法 | |
| Tong et al. | Integrated silicon photonics remote radio frontend (RRF) for single-sideband (SSB) millimeter-wave radio-over-fiber (ROF) systems | |
| CN101599800A (zh) | 利用铌酸锂调制器产生8倍频光载毫米波的装置与方法 | |
| Khanaa et al. | Comparative study of uwb communications over fiber using direct and external modulations | |
| CN107332618B (zh) | 一种5G-RoF中心基站控制波束赋形的接入通信系统 | |
| CN101414881B (zh) | 毫米波光纤下行链路装置及其频率可调谐毫米波生成方法 | |
| CN102006137B (zh) | 多频率毫米波产生及在多基站光载微波通信系统中的应用方法与系统 | |
| CN106506090B (zh) | 一种太赫兹超宽带通信波形的光外差调控系统 | |
| CN105721060A (zh) | 一种应用偏振复用实现载波重利用的双向多业务接入rof传输系统和方法 | |
| CN110166136A (zh) | 基于双臂推挽光强度调制器的矢量毫米波发生器 | |
| CN100568783C (zh) | 基于插入导频法毫米波光纤传输系统的双向传输装置及信号传输方法 | |
| CN101567745A (zh) | 光载波抑制调制产生光毫米波的ofdm光纤无线通信系统 | |
| CN102412899B (zh) | 一种高频谱利用率的偏振复用毫米波RoF系统 | |
| CN101001114A (zh) | 结构简单的全双工光纤无线通信系统 | |
| CN101562482B (zh) | 光纤无线通信系统及其下行链路多业务毫米波的产生方法 | |
| CN102255662A (zh) | 一种光载无线系统 | |
| CN110505016B (zh) | 一种基于推挽调制器的电矢量毫米波生成方法 | |
| CN102546016A (zh) | 基于差分相移键控格式的光纤无线通信系统 | |
| CN103199795B (zh) | 一种独立非相干双激光低相位噪声16倍频信号生成装置 | |
| CN101000411A (zh) | 采用直接调制激光器产生光毫米波方法及装置 | |
| CN102811093A (zh) | 一种并联调制光学倍频毫米波RoF系统及其QPSK调制方式 | |
| Singh et al. | Mode division multiplexing free space optics system with 3D hybrid modulation under dust and fog | |
| CN102684791B (zh) | 有线和无线融合通信系统、方法及多波段信号的生成方法、装置 | |
| CN101951295B (zh) | 一种基于相移法产生光载ssb调制的毫米波发生器 | |
| CN203193569U (zh) | 一种独立非相干双激光低相位噪声8倍频信号生成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |