CN107370541A - 频率可调谐无本振相位编码信号光学产生装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种频率可调谐无本振相位编码信号光学产生装置及方法，属于微波信号产生技术领域。该装置和方法利用偏振复用双平行马赫‑曾德尔调制器（DP‑QPSK调制器）中集成的一个双平行马赫‑曾德尔调制器（DP‑MZM）的等效相位调制特性与相移光纤布拉格光栅（PS‑FBG）构成窄带微波光子滤波器，在光电振荡器内实现频率可调谐的低相噪微波谐振信号生成。生成的微波谐振信号和编码信号注入DP‑QPSK调制器中集成的另一个DP‑MZM实现微波相位编码信号的生成。通过调节光电振荡器中谐振信号的频率，即可以生成不同频率的相位编码信号。

Description

频率可调谐无本振相位编码信号光学产生装置及方法

技术领域

本发明涉及一种频率可调谐无本振相位编码信号光学产生装置及方法，属于微波信号产生技术领域。

背景技术

雷达的分辨理论表明：在保证一定信噪比并实现最佳处理的前提下，测距精度和距离分辨力主要取决于信号的频谱结构，它要求信号具有大的带宽；测速精度和速度分辨力取决于信号的时间结构，它要求信号具有大的时宽。因此，要使雷达系统作用距离远，又具有高的测距、测速精度和好的距离、速度分辨力，首先发射信号必须是大带宽、长脉冲的形式，即雷达信号应具有大的时宽-带宽积。

脉冲压缩雷达发射宽脉冲，在接收端通过脉冲压缩获得窄脉冲，很好的解决了雷达作用距离和分辨能力之间的矛盾。相位编码信号是一种常用的雷达脉冲压缩信号，它具有良好的脉冲压缩能力，可以有效的提高雷达系统的分辨率，因此在雷达等相关领域受到了广泛的关注和研究。传统的相位编码信号是通过电子线路在电域生成的，但是受到电子瓶颈限制，存在生成相位编码信号频率可调谐范围受限、时宽-带宽积受限、系统可重构性差等缺点。而随着雷达技术的不断发展，现代雷达系统的工作频率也在向更高的频段不断发展，传统的电域生成相位编码信号的方法已经不能满足这些应用的需求。为了克服上述缺点并满足雷达系统不断向高频段发展的需求，人们采用了微波光子技术，通过光子学的方法产生相位编码信号。

已有很多文献报道了采用光子学的方法生成相位编码信号。早期的基于空间光调制器的方法具有很高的灵活性和可重构性，但由于光在自由空间传输，系统十分复杂且损耗很高。为了克服这些缺点，可以通过全光纤的方案实现。通过光学频谱整形和频域到时域映射的方法可以实现脉冲压缩信号的生成，但是通过该方法生成的信号时间长度受限，往往小于1微秒，这限制了该方法的使用范围。为了生成长时间长度的脉冲压缩信号，出现了基于单个偏振调制器、基于单个马赫-曾德尔调制器、基于单个双平行马赫-曾德尔调制器和基于偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器和平衡探测的相位编码信号生成方法，但是这些方法只能生成二进制的相位编码信号，难以生成多进制或线性调频的脉冲压缩信号。为了生成任意调制方式的脉冲压缩信号，出现了基于马赫-曾德尔调制器和光带通滤波器的脉冲压缩信号生成方法，但是该方法使用了光学带通滤波器，这使得系统的稳定性和频率可调谐范围受到了极大的限制。另外一种产生任意调制方式的脉冲压缩信号的方法是通过控制两个相干光波长的相位关系实现的，这样的方法需要通过偏振复用器件或者光学滤波器件将两个光波长在偏振域或空间域分开，再通过偏振调制或相位调制器对两个光波长引入受编码信号控制的相位差，然后将两个光波长耦合起来通过光电检测即可以生成任意调制方式的脉冲压缩信号。这种方法的缺点主要在除了使用产生两个相干光波长的光学调制器外，还需要使用光学滤波、相位调制或偏振调制等设备，造成系统复杂度较高，成本较高。上述方法生成相位编码信号均需要一个相应频率的微波本振信号，为了避免使用微波本振信号，一些研究将光电振荡器技术与相位编码信号生成技术结合在一起，利用光电振荡器产生的低相噪谐振信号作为载波生成相位编码信号，但这些方法往往基于多个调制器结构，光电振荡器与相位编码信号的生成在不同的光调制器中实现，造成系统结构复杂、成本较高等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种频率可调谐无本振相位编码信号光学产生装置及方法，使用单个光调制器结构实现无需本振信号的相位编码信号产生。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种频率可调谐无本振相位编码信号光学产生装置，特点是：该装置包括可调谐激光器、偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器(DP-QPSK调制器)、光放大器、偏振控制器、偏振分束器、光环形器、相移光纤布拉格光栅(PS-FBG)、单模光纤、第一光电探测器、电放大器、第一电耦合器、第二电耦合器、编码信号发生器、直流电源、第二光电探测器；所述DP-QPSK调制器内集成了两个子双平行马赫-曾德尔调制器(DP-MZM)，两个子DP-MZM输出的光信号经过正交偏振复用耦合在一起在DP-QPSK调制器的输出端输出，子DP-MZM由一个主马赫-曾德尔调制器(MZM)和两个子MZM组成；所述DP-QPSK调制器设置在可调谐激光器的出射光路上；DP-QPSK调制器的输出端与光放大器的输入端连接，光放大器的输出端与偏振控制器的输入端连接，偏振控制器的输出端与偏振分束器的输入端连接；偏振分束器的一个输出端与光环形器的1口连接，光环形器的2口与PS-FBG输入端口连接，光环形器的3口与一段单模光纤连接；单模光纤的另一端与第一光电探测器的输入端连接，第一光电探测器的输出端与电放大器的输入端连接；电放大器的输出端与第一电耦合器的输入端连接，第一电耦合器的两个输出端分别与第二电耦合器的输入端和DP-QPSK调制器其中一个子DP-MZM的一个射频输入端口连接，该子DP-MZM的另一个射频输入端与编码信号发生器的输出端连接，第二电耦合器的两个输出端与DP-QPSK调制器的另一个子DP-MZM的两个射频输入端口连接；所述直流电源连接DP-QPSK调制器的六个直流偏置端口；偏振分束器的另一个输出端与第二光电探测器的输入端连接；所述第二光电探测器的输出端输出生成的相位编码信号。

所述子DP-MZM具有相同的结构和性能。

所述子DP-MZM具有独立的两个射频信号输入端口和三个直流偏置输入端口。

所述连接第二电耦合器的子DP-MZM的两个子MZM分别工作在最大传输点和最小传输点，主MZM工作在正交传输点。

所述连接第一电耦合器和编码信号发生器的子DP-MZM的主MZM工作在最大传输点，子MZM工作在最小传输点。

所述相移光纤布拉格光栅即PS-FBG具有平坦的反射谱，且反射谱上有一带宽极窄(几十MHz)的凹陷。

所述偏振分束器的两个偏振主轴方向通过调节偏振控制器分别与DP-QPSK调制器的两个主轴方向对准。

一种频率可调谐无本振相位编码信号光学产生方法，包括如下步骤：

1)根据需要产生的微波相位编码信号的频率调节可调谐激光器输出的波长λ，可调谐激光器输出的光信号注入到DP-QPSK调制器中；DP-QPSK调制器的两个子DP-MZM输出的光信号分别在DP-QPSK调制器输出光信号的两个正交的偏振方向上；

2)调节偏振控制器使偏振分束器的两个偏振主轴方向分别与DP-QPSK调制器的两个主轴方向对准；

3)DP-QPSK调制器的一个子DP-MZM与光放大器、偏振控制器、偏振分束器、光环形器、PS-FBG、单模光纤、第一光电探测器、电放大器、第一电耦合器、第二电耦合器一起构成了一个光电振荡器环路；DP-QPSK调制器的另一个子DP-MZM与编码信号发生器、光放大器、偏振控制器、偏振分束器、第二光电探测器一起构成了一个相位编码信号产生器；

4)光电振荡器中的谐振信号经第一电耦合器分为两路分别输入DP-QPSK调制器的两个子DP-MZM；

5)其中一路谐振信号经过第二电耦合器注入光电振荡器环路内的子DP-MZM，通过直流电源产生的偏置电压使该DP-MZM的两个子MZM分别工作在最大传输点和最小传输点，主MZM工作在正交传输点，光信号经过该子DP-MZM的调制实现了对谐振信号的相位调制，该子DP-MZM与PS-FBG共同实现微波光子窄带滤波，实现对光电振荡器环路内信号的频率选择；

6)另一路谐振信号直接注入到另一个子DP-MZM的一个射频输入端口，编码信号发生器产生的编码信号注入该子DP-MZM的另一个射频输入端口，该子DP-MZM的主MZM工作在最大传输点，子MZM工作在最小传输点；

7)在第二光电探测器处可以生成相位编码信号。

本发明利用DP-MZM的相位调制特性，通过DP-QPSK调制器的一个子DP-MZM与光电振荡器环路内的PS-FBG构成窄带等效微波光子滤波器，通过该滤波器实现了对谐振频率的选择和对其它模式的抑制，从而实现低相位噪声谐振信号的生成；又利用了另一个子DP-MZM实现谐振信号频率相位编码信号的生成。本发明无需本振信号，通过光电振荡器的自发谐振，可以生成谐振信频率的相位编码信号，同时信号的生成频率可调谐。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明利用光电振荡器的自发谐振产生微波信号，无需外部本振信号的注入；

2.本发明利用可调谐的光电振荡器结构，生成的相位编码信号频率可调谐；

3.本发明利用高品质因数的光电振荡器，产生的用于相位编码信号生成的微波本振信号相位噪声性能优秀，相位编码信号性能优秀。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明实施例1中光电振荡器产生的频率为8.50GHz的谐振信号的频谱图；

图3为本发明实施例1中产生的8.50GHz相位编码信号的时域波形图；

图4为本发明实施例1中输入编码信号的时域波形图；

图5为本发明实施例1中由图3所示的相位编码信号恢复出的相位信息波形图；

图6为本发明实施例1中64比特8.50GHz相位编码信号的脉冲压缩性能(自相关)示意图，插图为自相关峰的放大图；

图7为本发明实施例2中光电振荡器产生的频率为12.66GHz的谐振信号的频谱图；

图8为本发明实施例2中产生的12.66GHz相位编码信号的时域波形图；

图9为本发明实施例2中输入编码信号的时域波形图；

图10为本发明实施例2中由图8所示的相位编码信号恢复出的相位信息波形图；

图11为本发明实施例2中64比特12.66GHz相位编码信号的脉冲压缩性能(自相关)示意图，插图为自相关峰的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1，本发明包括：可调谐激光器1、DP-QPSK调制器2、光放大器3、偏振控制器4、偏振分束器5、光环形器6、相移光纤布拉格光栅(PS-FBG)7、单模光纤8、第一光电探测器9、电放大器10、第一电耦合器11、第二电耦合器12、编码信号发生器13、直流电源14、第二光电探测器15。可调谐激光器1的输出端口与DP-QPSK调制器2的光学输入端相连。DP-QPSK调制器2的光学输出端口与光放大器3的输入端口连接，光放大器3的输出端口与偏振控制器4的输入端口连接，偏振控制器4的输出端口与偏振分束器5的输入端口连接，偏振分束器5的两个输出端口一路与第二光电探测器15的输入端口连接，另一路与光环形器6的1口相连，光环形器6的2口与PS-FBG 7的输入端口连接，光环形器6的3口与单模光纤8的输入端口相连，单模光纤8的输出端口与第一光电探测器9的输入端口相连，第一光电探测器9的输出端口与电放大器10的输入端口相连，电放大器10的输出端口与第一电耦合器11的输入端口相连，第一电耦合器11的两个输出端口一路与DP-QPSK调制器2的一个子DP-MZM的一个射频输入端口连接，该子DP-MZM的另一个射频输入端口与编码信号发生器13的输出端口连接，第一电耦合器11的两个输出端口的另一路与第二电耦合器12的输入端口连接，第二电耦合器12的两个输出端口分别与DP-QPSK调制器2的另一个子DP-MZM的两个射频输入端口连接，直流电源14提供六路直流偏置电压分别与DP-QPSK调制器2的六个直流偏置输入端口连接。第二光电探测器15的输出端口可以得到生成的微波相位编码信号。

本发明产生微波信号，具体步骤是：

步骤一、根据需要产生的微波信号的频率调节可调谐激光器输出的波长λ(与PS-FBG反射谱上极窄凹陷的位置有关，生成谐振信号的频率为激光器输出波长与PS-FBG反射谱上极窄凹陷的频率间隔)，可调谐激光器输出的光信号注入到DP-QPSK调制器中，DP-QPSK调制器的两个子DP-MZM输出的光信号分别在DP-QPSK调制器输出光信号的两个正交的偏振方向上；

步骤二、调节偏振控制器使偏振分束器的两个偏振主轴方向分别与DP-QPSK调制器的两个主轴方向对准；

步骤三、DP-QPSK调制器的一个子DP-MZM与光放大器、偏振控制器、偏振分束器、光环形器、PS-FBG、单模光纤、第一光电探测器、电放大器、第一电耦合器、第二电耦合器一起构成了一个光电振荡器环路；DP-QPSK调制器的另一个子DP-MZM与编码信号发生器、光放大器、偏振控制器、偏振分束器、第二光电探测器一起构成了一个信号倍频器；

步骤四、光电振荡器中的谐振信号经第一电耦合器分为两路分别输入DP-QPSK调制器的两个子DP-MZM；

步骤五、其中一路谐振信号经过第二电耦合器注入光电振荡器环路内的子DP-MZM，通过直流电源产生的偏置电压使该DP-MZM的两个子MZM分别工作在最大传输点和最小传输点，主MZM工作在正交传输点，光信号经过该子DP-MZM的调制实现了对谐振信号的相位调制，该子DP-MZM与PS-FBG共同实现微波光子窄带滤波，实现对光电振荡器环路内信号的频率选择；

步骤六、另一路谐振信号直接注入到另一个子DP-MZM的一个射频输入端口，编码信号发生器产生的编码信号注入该子DP-MZM的另一个射频输入端口，该子DP-MZM的主MZM工作在最大传输点，子MZM工作在最小传输点；

步骤七、在第二光电探测器处可以生成相位编码信号。

具体说明如下：

输入光电振荡器环路内的子DP-MZM的谐振信号为V₁cos(Ωt)，其中V₁是信号幅度，Ω是信号角频率，在上述步骤中的偏置点下，该DP-MZM调制器输出的光信号为：

其中E₁是该子DP-MZM输出光信号的强度，ω_c是光信号角频率，V_π是DP-QPSK调制器的半波电压，γ＝πV₁/2V_π。从上式可以看出，输入电信号通过该子DP-MZM调制的实际效果相当于一个相位调制器的作用，实现了对光信号的相位调制。该子DP-MZM与光电振荡器环路内的其它元器件构成了闭合的环路。其中PS-FBG具有较宽的反射谱，且反射谱上具有一个极窄的凹陷，经相位调制的光信号通过PS-FBG实现相位调制到强度调制的转换，通过第一光电探测器的检测，实现了一个窄带的微波光子滤波器，该滤波器在光电振荡器环路内可以实现对光电振荡器谐振频率的选择。调节可调谐激光器输出光信号的波长可以实现对该微波光子滤波器中心频率的调谐，从而实现对谐振信号频率的调谐。当光电振荡器环路内增益大于1时，光电振荡器将起振，最终生成谐振信号。

该谐振信号通过第一电耦合器分为两路，一路通过第二电耦合器反馈输入到该子DP-MZM保证光电振荡器的谐振，另一路输入到另一个子DP-MZM实现相位编码信号的产生。

当输入该子DP-MZM的编码信号为V_ss(t)，谐振信号为V₂cos(Ωt)时，该子DP-MZM的输出可以表达为：

其中，V_s是编码信号的幅度，V₂是输入谐振信号的幅度，V_DC1和V_DC2是该子DP-MZM的两个子MZM的偏置电压，是该子DP-MZM的主MZM的偏置电压引入的相移，θ₁＝πV_DC1/2V_π,θ₂＝πV_DC2/2V_πγ＝πV_s/2V_π,κ＝πV₂/2V_π。公式(1)中所示的子DP-MZM的输出通过第二光电探测器检测，其输出的电信号可以表达为：

当θ₁＝θ₂＝π/2，且满足小信号调制条件(κ<<1)时，式(2)可以化简为：

由上式可以看到，第一项为直流项，第二项为受编码信号调制的基带调制项，第三项为频率为2Ω的纯净微波信号，第四项是频率为Ω的编码信号。当编码信号s(t)是双极性(+1，-1)序列且γ≠nπ(n为整数)时，频率为Ω的编码信号在编码信号为+1和-1时有两个相差为180°的相位，为了使编码信号的幅度最大，令γ＝0.5πand式(3)可以表达为

可以看到，在频率Ω处生成了二进制相位编码信号。

实施例1

本实施例中PS-FBG反射谱带宽为50GHz，反射谱上极窄凹陷位置为1549.99nm，带宽为40MHz，设置可调谐激光器波长与1549.99nm间隔8.50GHz，以产生频率为8.50GHz谐振信号，编码信号发生器产生速率为850Mbps的编码信号。DP-QPSK调制器的半波电压为3.5V。调节偏振控制器使偏振分束器的两个主轴方向与DP-QPSK调制器的两个主轴方向分别保持一致。DP-QPSK调制器的两个子DP-MZM如下设置：在构成光电振荡器环路的子DP-MZM的两个子MZM分别偏置在最大传输点和最小传输点，主MZM偏置在正交点，另一个子DP-MZM中，主MZM工作在最大传输点两个子MZM偏置在最小传输点(θ₁＝θ₂＝π/2)，调节编码信号的幅度，使γ＝πV_s/2V_π＝0.5π。在第二光电探测器处可以得到相位编码微波信号。图2为实验中光电振荡器环路内产生的频率为8.50GHz的微波谐振信号的频谱图。当输入编码信号为“0101”序列时，第二光电探测器处产生的相位编码信号波形如图3所示，在波形中可以看到明显的相位跳变，图4为编码信号发生器产生“0101”序列的时域波形，图5为由图3中相位编码信号恢复出的相位信息波形图，可以看到在每个码元交替处产生了180°的相位跳变，且该相位信息波形与图4所示的编码信号波形相似。为了验证系统所产生相位编码信号的脉冲压缩性能，使用编码信号发生器产生64比特的二进制伪随机序列，图6为该序列产生的相位编码信号通过自相关运算得到的脉冲压缩性能示意图，可以看到产生了极窄的尖峰，其峰值旁瓣比为7.9dB。图6中的插图为该自相关尖峰的放大图，其半高全宽为1.18ns，对应的脉冲压缩比约为64，与理论值相符。

实施例2

本实施例中PS-FBG反射谱带宽为50GHz，反射谱上极窄凹陷位置为1549.99nm，带宽为40MHz，设置可调谐激光器波长与1549.99nm间隔12.66GHz，以产生频率为12.66GHz谐振信号，编码信号发生器产生速率为1.266Gbps的编码信号。DP-QPSK调制器的半波电压为3.5V。调节偏振控制器使偏振分束器的两个主轴方向与DP-QPSK调制器的两个主轴方向分别保持一致。DP-QPSK调制器的两个子DP-MZM如下设置：在构成光电振荡器环路的子DP-MZM的两个子MZM分别偏置在最大传输点和最小传输点，主MZM偏置在正交点，另一个子DP-MZM中，主MZM工作在最大传输点两个子MZM偏置在最小传输点(θ₁＝θ₂＝π/2)，调节编码信号的幅度，使γ＝πV_s/2V_π＝0.5π。在第二光电探测器处可以得到相位编码微波信号。图7为实验中光电振荡器环路内产生的频率为12.66GHz的微波谐振信号的频谱图。当输入编码信号为“0101”序列时，第二光电探测器处产生的相位编码信号波形如图8所示，在波形中可以看到明显的相位跳变，图9为编码信号发生器产生“0101”序列的时域波形，图10为由图8中相位编码信号恢复出的相位信息波形图，可以看到在每个码元交替处产生了180°的相位跳变，且该相位信息波形与图9所示的编码信号波形相似。为了验证系统所产生相位编码信号的脉冲压缩性能，使用编码信号发生器产生64比特的二进制伪随机序列，图11为该序列产生的相位编码信号通过自相关运算得到的脉冲压缩性能示意图，可以看到产生了极窄的尖峰，其峰值旁瓣比为8.1dB。图11中的插图为该自相关尖峰的放大图，其半高全宽为0.79ns，对应的脉冲压缩比约为64，与理论值相符。

以上实施例中，受限于采用的光电器件(电放大器、第一光电探测器)带宽的限制，只产生了8.50GHz和12.66GHz频率的相位编码信号，实际系统中，如果采用具有更大带宽的光电器件，将可以生成更高频率的相位编码信号。

综上，本发明提供的频率可调谐无本振相位编码信号光学产生装置及方法，无需本振信号的输入即可以产生自发的信号谐振，利用光电振荡器产生的低相噪本振信号生成二进制相位编码信号，具有优秀的性能，同时生成相位编码信号的频率可以通过调谐光电振荡器的谐振频率进行大范围调谐。

Claims (4)

1.一种频率可调谐无本振相位编码信号光学产生装置，其特征在于：该装置包括可调谐激光器、偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器即DP-QPSK调制器、光放大器、偏振控制器、偏振分束器、光环形器、相移光纤布拉格光栅即PS-FBG、单模光纤、第一光电探测器、电放大器、第一电耦合器、第二电耦合器、编码信号发生器、直流电源及第二光电探测器；所述DP-QPSK调制器内集成了两个子双平行马赫-曾德尔调制器即DP-MZM，两个子DP-MZM输出的光信号经过正交偏振复用耦合在一起在DP-QPSK调制器的输出端输出，子DP-MZM由一个主马赫-曾德尔调制器即主MZM和两个子MZM组成；所述DP-QPSK调制器设置在可调谐激光器的出射光路上；DP-QPSK调制器的输出端与光放大器的输入端连接，光放大器的输出端与偏振控制器的输入端连接，偏振控制器的输出端与偏振分束器的输入端连接；偏振分束器的一个输出端与光环形器的1口连接，光环形器的2口与PS-FBG输入端口连接，光环形器的3口与一段单模光纤连接；单模光纤的另一端与第一光电探测器的输入端连接，第一光电探测器的输出端与电放大器的输入端连接；电放大器的输出端与第一电耦合器的输入端连接，第一电耦合器的两个输出端分别与第二电耦合器的输入端和DP-QPSK调制器其中一个子DP-MZM的一个射频输入端口连接，该子DP-MZM的另一个射频输入端口与编码信号发生器连接，第二电耦合器的两个输出端与DP-QPSK调制器的另一个子DP-MZM的两个射频输入端口连接；所述直流电源连接DP-QPSK调制器的六个直流偏置端口；偏振分束器的另一个输出端与第二光电探测器的输入端连接；所述第二光电探测器的输出端为生成的微波相位编码信号信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述PS-FBG 具有平坦的反射谱，且反射谱上有一带宽极窄的凹陷。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，通过偏振控制器控制，DP-QPSK调制器的两个偏振主轴方向与偏振分束器的两个主轴方向对齐。

4.一种频率可调谐无本振相位编码信号光学产生方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1）根据需要产生的微波相位编码信号的频率调节可调谐激光器输出的波长λ，可调谐激光器输出的光信号注入到DP-QPSK调制器中；DP-QPSK调制器的两个子DP-MZM输出的光信号分别在DP-QPSK调制器输出光信号的两个正交的偏振方向上；

2）调节偏振控制器使偏振分束器的两个偏振主轴方向分别与DP-QPSK调制器的两个主轴方向对准；

3）DP-QPSK调制器的一个子DP-MZM与光放大器、偏振控制器、偏振分束器、光环形器、PS-FBG、单模光纤、第一光电探测器、电放大器、第一电耦合器、第二电耦合器一起构成了一个光电振荡器环路；DP-QPSK调制器的另一个子DP-MZM与编码信号发生器、光放大器、偏振控制器、偏振分束器、第二光电探测器一起构成了一个相位编码信号产生器；

4）光电振荡器中的谐振信号经第一电耦合器分为两路分别输入DP-QPSK调制器的两个子DP-MZM；

5）其中一路谐振信号经过第二电耦合器注入光电振荡器环路内的子DP-MZM，通过直流电源产生的偏置电压使该DP-MZM的两个子MZM分别工作在最大传输点和最小传输点，主MZM工作在正交传输点，光信号经过该子DP-MZM的调制实现了对谐振信号的相位调制，该子DP-MZM与PS-FBG共同实现微波光子窄带滤波，实现对光电振荡器环路内信号的频率选择；

6）另一路谐振信号直接注入到另一个子DP-MZM的一个射频输入端口，编码信号发生器产生的编码信号注入该子DP-MZM的另一个射频输入端口，该子DP-MZM的主MZM工作在最大传输点，子MZM工作在最小传输点；

7）在第二光电探测器处可以生成微波相位编码信号。