CN107181709A - 基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器，包括第一电光调制器、第一光电检测器、低通滤波器、模数转换器、激光器、第二电光调制器、光分路器、掺饵光纤放大器、第二光电检测器、电放大器和可调衰减器；激光器、第二电光调制器、光分路器、掺饵光纤放大器、第二光电检测器、电放大器、可调衰减器构成一个混沌光电振荡环腔；通过光分路器将环路中的光混沌信号分出，与第一电光调制器的光输入端连接，进入压缩采样光链路。本发明不仅降低了成本，而且极大地提高了系统带宽，增加了信号的重构概率。

Description

基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器
技术领域
本发明涉及压缩采样技术，具体涉及一种基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器。
背景技术
光子压缩采样技术采用电光调制器替换传统的乘法器，解决了待测稀疏信号与随机解调信号的混频的“电子瓶颈”，有效提高了系统带宽，但仍然受限于随机解调信号速率的一半。
目前光子压缩采样技术的随机解调信号大多采用PRBS，伪随机序列发生器不仅设备复杂、成本高，而且依赖于电子器件，遇到“电子瓶颈”使其带宽不可能提高。另一方面PRBS序列的随机性不够强，用来作为随机解调信号导致构造的测量矩阵的RIP特性不够好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器。
实现本发明目的的技术方案为：一种基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器，包括第一电光调制器、第一光电检测器、低通滤波器、模数转换器、激光器、第二电光调制器、光分路器、掺饵光纤放大器、第二光电检测器、电放大器和可调衰减器；其中，
激光器与第二电光调制器的光输入端连接，第二电光调制器的光输出端与光分路器的输入端连接，光分路器的其中一个输出端与掺饵光纤放大器连接，掺饵光纤放大器、第二光电检测器、电放大器、可调衰减器依次连接，可调衰减器的输出端与第二电光调制器的射频信号输入端连接；光分路器的另一个输出端与第一电光调制器的光输入端连接，稀疏射频信号输入第一电光调制器的射频输入端，第一电光调制器的输出端与第一光电检测器的输入端连接，第一光电检测器、低通滤波器、模数转换器依次连接。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明采用光电振荡器(OEO)替换传统的伪随机序列(PRBS)发生器实现光子压缩采样，不仅使成本大幅降低，而且由于使用光子器件，所以其产生的信号速率可以高达几十GHz甚至上百GHz，另一方面由于系统进入混沌状态，输出的信号为混沌信号，类随机性比PRBS更强，改善了随机测量矩阵的RIP特性，提高信号重构效率。
附图说明
图1是本发明的基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器，包括第一电光调制器1、第一光电检测器2、低通滤波器3、模数转换器4、激光器5、第二电光调制器6、光分路器7、掺饵光纤放大器8、第二光电检测器9、电放大器10和可调衰减器11；其中，
激光器5与第二电光调制器6的光输入端连接，第二电光调制器6的光输出端与光分路器7的输入端连接，光分路器7的其中一个输出端与掺饵光纤放大器8连接，掺饵光纤放大器8、第二光电检测器9、电放大器10、可调衰减器11依次连接，可调衰减器11的输出端与第二电光调制器6的射频信号输入端连接；光分路器7的另一个输出端与第一电光调制器1的光输入端连接，稀疏射频信号输入第一电光调制器1的射频输入端，第一电光调制器1的输出端与第一光电检测器2的输入端连接，第一光电检测器2、低通滤波器3、模数转换器4依次连接。
激光器5、第二电光调制器6、光分路器7、掺饵光纤放大器8、第二光电检测器9、电放大器10、可调衰减器11构成一个混沌光电振荡环腔；通过光分路器7将环路中的光混沌信号分出，与第一电光调制器1的光输入端连接，进入压缩采样光链路。
进一步的，第二电光调制器6的偏置电压为
调谐可调衰减器11，控制环路开环增益大于4.2，环路才能够进入混沌状态，产生超高速混沌信号。
进一步的，放大器10和可调衰减器11的通带带宽为500KHz-20GHz；第二光电检测器9、第二电光调制器6的调制速率和光电转换速率大于20GHz。
本发明的工作原理为：
利用电光调制器将稀疏射频信号调制上混沌OEO生成的混沌光子信号，再经过光电检测器，实现混沌信号与射频信号的混频，然后经过低通滤波器，利用模数转换器对低通信号进行低速采样，实现压缩采样。
优选的，第一电光调制器1采用Fujitsu铌酸锂光纤调制器FTM7927FBA，带宽为15GHz；第一光电检测器2采用Discovery DSC40S高速模拟光电探测器；带宽为16GHz；低通滤波器3采用LF1608-BR80KAA低通滤波器，频率为824-915MHz；模数转换器4采用ADS124S08模数转换器，最大可编程数据传输速率为4kSPS；激光器5采用BF-14-DFB激光器，波长为1551.6nm；第二电光调制器6采用Fujitsu富士通光纤强度调制器FTM7938EZ，带宽为40HGHz；光分路器7采用SC光纤分路器；波长类型为1310nm/1550nm，功率分比为50:50；掺饵光纤放大器8采用FTTH楼栋型光放大器，最大增益30dB；第二光电检测器9采用Finisar菲尼萨高速光电探测器DPRV2322A，带宽为40GHz；电放大器10采用RCAT-00+型号放大器，增益带宽为DC-20GHz；可调衰减器11采用SC可调光纤衰减器，衰减量为0-30dB。

Claims (4)

1.一种基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器，其特征在于，包括第一电光调制器(1)、第一光电检测器(2)、低通滤波器(3)、模数转换器(4)、激光器(5)、第二电光调制器(6)、光分路器(7)、掺饵光纤放大器(8)、第二光电检测器(9)、电放大器(10)和可调衰减器(11)；其中，
激光器(5)与第二电光调制器(6)的光输入端连接，第二电光调制器(6)的光输出端与光分路器(7)的输入端连接，光分路器(7)的其中一个输出端与掺饵光纤放大器(8)连接，掺饵光纤放大器(8)、第二光电检测器(9)、电放大器(10)、可调衰减器(11)依次连接，可调衰减器(11)的输出端与第二电光调制器(6)的射频信号输入端连接；光分路器(7)的另一个输出端与第一电光调制器(1)的光输入端连接，稀疏射频信号输入第一电光调制器(1)的射频输入端，第一电光调制器(1)的输出端与第一光电检测器(2)的输入端连接，第一光电检测器(2)、低通滤波器(3)、模数转换器(4)依次连接。
2.根据权利要求1所述的基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器，其特征在于，第二电光调制器(6)的偏置电压为
3.根据权利要求1所述的基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器，其特征在于，电放大器(10)和可调衰减器(11)的通带带宽为500KHz-20GHz。
4.根据权利要求1所述的基于超高速混沌随机解调技术的光子压缩采样器，其特征在于，第二光电检测器(9)、第二电光调制器(6)的调制速率和光电转换速率均大于20GHz。
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