CN105721097A - 宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统 - Google Patents

宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105721097A
CN105721097A CN201610051538.4A CN201610051538A CN105721097A CN 105721097 A CN105721097 A CN 105721097A CN 201610051538 A CN201610051538 A CN 201610051538A CN 105721097 A CN105721097 A CN 105721097A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microwave signal
switching matrix
wide
high speed
conversion module
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.)
Pending
Application number
CN201610051538.4A
Other languages
English (en)
Inventor
朱广浩
秦得凤
陶旭东
卞小明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University
Original Assignee
Nanjing University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University filed Critical Nanjing University
Priority to CN201610051538.4A priority Critical patent/CN105721097A/zh
Publication of CN105721097A publication Critical patent/CN105721097A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0201—Add-and-drop multiplexing
    • H04J14/0202—Arrangements therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • H04B10/54—Intensity modulation

Abstract

本发明公开了一种宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，包括电光转换模块、发射端信道、光信号切换模块、接收端信道以及光电转换模块，其中：所述电光转换模块，用于将输入端微波信号转换为光信号，其输出端通过发射端信道连接至光信号切换模块；所述光信号切换模块，用于实现光信号的切换功能，其输出端通过接收端信道连接至光电转换模块；所述光电转换模块，用于将信道中的光信号转换为输出端微波信号。本发明有效地解决了现有微波信号远距切换系统中需使用传统电切换矩阵、构造复杂、切换模式有限等问题，可实现宽带微波信号的高速度远距离切换，具有高度的产业利用价值。

Description

宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统
技术领域
本发明属于切换矩阵技术领域，具体涉及宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统。
背景技术
矩阵切换器是一类具有多个输入端口和多个输出端口的设备，用以将多路输入信号任意切换至输出端口，从而改变信号的传输路径。例如，在两路微波信号需要共用发射天线的情况下，矩阵切换器可以将两路微波信号切换到同一个天线进行发射。
目前，矩阵切换器的综合性能良好，具有带宽宽、插入损耗小等优点，在信号处理及测量等众多领域具有十分广阔的应用前景。
在微波信号远距离切换的实际应用中，被切换的微波信号在经同轴电缆远距传输后，其损耗十分严重。一般的解决方案是在传统电切换矩阵的输出端连接光端机，先将微波信号转换为光信号，再进行远距离的传输。由于这种方案需使用传统的电切换矩阵，会带来额外的插入损耗，同时也使系统更加复杂冗余。另外，传统的电切换矩阵只是实现信号的再分配，无法实现信号叠加等功能，使用场合受到限制。
因此，为了解决更多的实际应用需求，提供一种宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统非常必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，解决现有切换矩阵最大传输距离受限、系统冗余复杂以及不具备信号叠加功能等问题。
为了实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，包括：
电光转换模块，将输入端微波信号转换为光信号，其输出端通过发射端信道连接至光信号切换模块；
发射端信道；
光信号切换模块，实现光信号的切换功能，其输出端通过接收端信道连接至光电转换模块；
接收端信道；
光电转换模块，将信道中的光信号转换为输出端的微波信号；
作为本发明的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统的一种优选方案，所述电光转换模块包括N个WDM(WavelengthDivisionMultiplexing，波分复用)光源和N个电光强度调制器。所述的WDM光源的输出光信号需具备较低的激光器相对强度噪声和较高的时间稳定性，并且其波长可在N个固定值中进行快速切换。所述电光强度调制器包括马赫增德尔电光强度调制器、半导体电吸收调制器等。
作为本发明的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统的一种优选方案，所述发射端信道包括低损耗传输的光纤、光纤色散补偿模块以及其他任何用于光纤传输所必需的器件，以实现传输信号在发射端信道中的长距离、低损耗、高保真传输。
作为本发明的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统的一种优选方案，所述光信号切换模块是由一定数目的WDM组合构成，所述WDM包括N个N*1波分复用器和N个1*N波分解复用器，其复用/解复用波长与WDM光源存在一一对应关系。
作为本发明的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统的一种优选方案，所述接收端信道包括低损耗传输的光纤、光纤色散补偿模块以及其他任何用于光纤传输所必需的器件，以实现传输信号在发射端信道中的长距离、低损耗、高保真传输。
作为本发明的宽带高速远距离的切换矩阵的一种优选方案，所述光电转换模块主要由光电探测器构成，用于将光信号转换为输出端微波信号。
作为本发明的宽带高速远距离的切换矩阵的一种优选方案，所述WDM为波分复用器，WDM任意两通道间具有极高隔离度，有效降低信号串扰。
作为本发明的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统的一种优选方案，所述发射端信道与所述接收端信道长度可根据切换节点之间距离进行设置，以实现微波信号切换的远距离性。
作为本发明的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统的一种优选方案，所述N*N切换矩阵具有N个输入端口和N个输出端口，通过将所述2N个端口连接至不同地区，可以实现微波信号在N个地区与N个地区之间的切换。
作为本发明的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统的一种优选方案，通过控制WDM光源的工作波长，可以实现切换矩阵在不同工作模式之间的切换，且切换次序任意可调。
作为本发明的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统的一种优选方案，所述N*N切换矩阵，可提供NN种工作模式，任意两种工作模式之间可以快速切换。
综上所述，本发明提供了一种宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统的设计方法，所述切换矩阵系统包括电光转换模块，所述电光转换模块包括WDM光源、电光强度调制器，用于将输入端的微波信号转换为光信号，所述电光转换模块输出端通过发射端信道与光信号切换模块连接；发射端信道；光信号切换模块，其输出端通过接收端信道连接到光电转换模块；接收端信道；光电转换模块，所述光电转换模块主要由光电探测器构成，用于将光信号转换为输出端微波信号。本发明有效地解决了现有微波信号远距切换系统中需使用传统电切换矩阵、构造复杂、切换模式有限等问题，可实现宽带微波信号的高速度远距离切换，具有高度的产业利用价值。
附图说明
图1为本发明的一种宽带微波信号的高速度远距离2*2切换矩阵的结构示意图。
图2为本发明的一种宽带微波信号的高速度远距离2*2切换矩阵在不同工作模式下的连接状态示意图。两个输入端微波信号分别为一个中心频率为10GHz、功率为0dBm的正弦波和一个中心频率为20GHz、功率为0dBm的正弦波。通过改变2个WDM光源的工作波长，可改变切换矩阵的工作模式。
元件标号说明
1：电光转换模块，2：发射端信道，3：光信号切换模块，4：接收端信道，5：光电转换模块。
具体实施方式
以下通过特定的具体的实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可根据本说明书所揭示的内容轻易的了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过其他不同的具体的实施方式加以实施或者应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰或者改变。
请参阅图1和图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，因此图示中仅仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施中各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例
如图1所示，本实施例提供一种宽带微波信号的高速度远距离2*2切换矩阵，包括：
电光转换模块1，将输入端微波信号转换为光信号，其输出端通过发射端信道2连接至光信号切换模块3；
发射端信道2；
光信号切换模块3，实现光信号的切换功能，其输出端通过接收端信道4连接至光电转换模块5；
接收端信道4；
光电转换模块5。
作为示例，本实施例设计了一种宽带微波信号的高速度远距离2*2切换矩阵。切换系统共有22种工作模式，任意两种工作模式之间可以快速切换。
作为示例，本实施例设计了一种宽带微波信号的高速度远距离2*2切换矩阵。电光转换模块包括2个WDM光源和2个马赫增德尔电光强度调制器。其中每个WDM光源各有2个工作波长，分别为1530nm和1550nm。光电强度调制器的工作带宽为30GHz。
作为示例，本实施例设计了一种宽带微波信号的高速度远距离2*2切换矩阵。发射端信道为一段普通单模光纤，其长度为1米。
作为示例，本实施例设计了一种宽带微波信号的高速度远距离2*2切换矩阵。光信号切换模块由2个2*1波分复用器和2个1*2波分解复用器组合构成。由于WDM光源的波长分别为1530nm和1550nm，本实施例所涉及的波分复用器、波分解复用器的通道波长也分别为1530nm和1550nm。
作为示例，本实施例设计了一种宽带微波信号的高速度远距离2*2切换矩阵。接收端信道为一段普通单模光纤，其长度为100千米。
作为示例，本实施例设计了一种宽带微波信号的高速度远距离2*2切换矩阵。光电转换模块由2个工作带宽在30GHz的半导体光电探测器构成。
作为示例，输入端微波信号的中心频率可以为电光调制器及光电探测器工作频段内的任意值。本实施例中，两个微波信号的中心频率分别为10GHz和20GHz，功率为0dBm。
图2为本发明的一种宽带微波信号的高速度远距离2*2切换矩阵在不同工作模式下的连接状态示意图。两个输入端微波信号分别为一个中心频率为10GHz、功率为0dBm的正弦波和一个中心频率为20GHz、功率为0dBm的正弦波。通过改变2个WDM光源的工作波长，可改变切换矩阵的工作模式。
综上所述，本发明提供了一种宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统的设计方法，所述切换矩阵系统包括电光转换模块1，所述电光转换模块包括WDM光源、电光强度调制器，用于将输入端的微波信号转换为光信号，所述电光转换模块1输出端通过发射端信道2与光信号切换模块3连接；发射端信道2；光信号切换模块3，其输出端通过接收端信道4连接到光电转换模块5；接收端信道4；光电转换模块5，所述光电转换模块5主要由光电探测器构成，用于将光信号转换为输出端微波信号。本发明有效地解决了现有远距切换系统中需使用传统电切换矩阵、构造复杂、切换模式有限等问题，可实现宽带微波信号的高速度远距离切换，具有高度的产业利用价值。上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或者改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或者改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，其特征在于，包括电光转换模块(1)、发射端信道(2)、光信号切换模块(3)、接收端信道(4)以及光电转换模块(5)，其中：
所述电光转换模块(1)，用于将输入端微波信号转换为光信号，其输出端通过发射端信道(2)连接至光信号切换模块(3)；
所述光信号切换模块(3)，用于实现光信号的切换功能，其输出端通过接收端信道(4)连接至光电转换模块(5)；
所述光电转换模块(5)，用于将信道中的光信号转换为输出端微波信号。
2.根据权利要求1所述的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，其特征在于：所述电光转换模块包括N个波分复用光源和N个电光强度调制器，所述波分复用光源连接电光强度调制器；所述波分复用光源的波长能在N个固定值中进行切换。
3.根据权利要求2所述的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，其特征在于：所述电光强度调制器包括马赫增德尔电光强度调制器或半导体电吸收调制器。
4.根据权利要求1所述的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，其特征在于：所述发射端信道包括低损耗传输的光纤以及光纤色散补偿模块，所述光纤连接光纤色散补偿模块。
5.根据权利要求1所述的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，其特征在于：所述光信号切换模块包括N个波分复用系统，所述N个波分复用系统包括N个N*1波分复用器和N个1*N波分解复用器，所述波分复用器连接波分解复用器。
6.根据权利要求1所述的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，其特征在于：所述接收端信道包括低损耗传输的光纤以及光纤色散补偿模块，所述光纤连接光纤色散补偿模块。
7.根据权利要求1所述的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，其特征在于：所述光电转换模块包括光电探测器，用于将光信号转换为输出端微波信号。
8.根据权利要求1所述的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，其特征在于：所述切换矩阵为N*N切换矩阵，具有N个输入端口和N个输出端口，通过将所述2N个端口连接至不同地区，能够实现微波信号在N个地区与N个地区之间的切换。
9.根据权利要求2所述的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，其特征在于：通过控制所述波分复用光源的工作波长，能够实现切换矩阵在不同工作模式之间的切换，且切换次序任意可调。
10.根据权利要求1所述的宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统，其特征在于：所述切换矩阵为N*N切换矩阵，能提供NN种工作模式，且任意两种工作模式之间能够切换。
CN201610051538.4A 2016-01-25 2016-01-25 宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统 Pending CN105721097A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610051538.4A CN105721097A (zh) 2016-01-25 2016-01-25 宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610051538.4A CN105721097A (zh) 2016-01-25 2016-01-25 宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105721097A true CN105721097A (zh) 2016-06-29

Family

ID=56154937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610051538.4A Pending CN105721097A (zh) 2016-01-25 2016-01-25 宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105721097A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001063963A2 (en) * 2000-02-25 2001-08-30 Teraburst Networks, Inc. Broadband telecommunications switch array
CN1472969A (zh) * 2003-06-26 2004-02-04 上海交通大学 支持突发及非突发业务的全光分组交换节点结构
CN101730251A (zh) * 2009-11-13 2010-06-09 华为技术有限公司 微波中继接收和发送方法、装置以及微波中继节点
CN104656090A (zh) * 2015-02-06 2015-05-27 浙江大学 基于波长路由的光控相阵雷达系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001063963A2 (en) * 2000-02-25 2001-08-30 Teraburst Networks, Inc. Broadband telecommunications switch array
CN1472969A (zh) * 2003-06-26 2004-02-04 上海交通大学 支持突发及非突发业务的全光分组交换节点结构
CN101730251A (zh) * 2009-11-13 2010-06-09 华为技术有限公司 微波中继接收和发送方法、装置以及微波中继节点
CN104656090A (zh) * 2015-02-06 2015-05-27 浙江大学 基于波长路由的光控相阵雷达系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021128666A1 (zh) 一种用于相控阵系统的集成微波光子收发前端
CN102710361B (zh) 一种分布式基站信号传输系统及通信系统
CN103941235A (zh) 全光控相控阵雷达发射机
US9746747B2 (en) Optical switch, optical switch apparatus and node, and communication network
TWI493899B (zh) 動態波長分配光路由及應用此光路由的終端裝置
CN104094538A (zh) 用于产生中频信号的具有鉴频器的通信装置和相关方法
WO2021031832A1 (zh) 波分复用系统、局端装置及远端装置
CN107592168B (zh) 高速相干激光通信大气信道传输性能测试系统
Hamza et al. Performance enhancement of SCM/WDM-RoF-XGPON system for bidirectional transmission with square root module
CN104168063B (zh) 一种基于波长再利用的微波信号光纤稳相传输装置
Morichetti et al. 4-channel all-optical MIMO demultiplexing on a silicon chip
CN109104245B (zh) 多通道无杂散宽频带非合作信号稳相传输系统
CN105049124B (zh) 适用于ddo-ofdm的双发同收传输系统及其发射端
CN113132013A (zh) 一种直调型多信道协同的可重构微波光子采集芯片
CN101877801A (zh) 基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端
CN105721097A (zh) 宽带微波信号的高速度远距离切换矩阵系统
Chang et al. Architectures and enabling technologies for super-broadband radio-over-fiber optical-wireless access networks
CN104639258A (zh) 一种参量多播光子信道化射频接收机
CN104332819A (zh) 基于受激布里渊散射效应的四倍频微波信号产生系统
CN104993875B (zh) 高阶单边带光电调制器
Saavedra et al. 8-channel InP OFDM transmitter PIC with integrated optical Fourier transform
CN102355304A (zh) 以太网波分复用传输系统及其发射端
CN101420270B (zh) 基于毫米波发生器实现光纤无线系统上下行链路波长再用的系统
CN113132019B (zh) 一种外调型多信道协同的模拟多维微波光子采集芯片
Clark et al. Low thermal sensitivity hollow core fibre for optically-switched data centre applications

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160629