CN110166136A - 基于双臂推挽光强度调制器的矢量毫米波发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光纤‑无线通信系统技术领域，具体为基于双臂推挽光强度调制器的矢量毫米波信号发生器。本发明矢量毫米波信号发生器包括：数据源，激光器，双臂推挽光强度调制器，光滤波器，光电探测器；在发射端，使用软件产生基带电信号，该基带电信号包括一个连续波和一个基带正交幅度调制信号，将该电信号分为实部和虚部两部分分别驱动双臂推挽光强度调制器，将电信号转换为光信号；由光滤波器对该光信号进行光载波分离，对滤波后剩余的两路光载波信号使用光电探测器拍频，即得到宽带矢量毫米波信号。与传统方法中使用的I/Q调制器相比，本发明插入损耗小，直流控制系统简单，方便调节，能有效降低系统的复杂度和实现成本。

Description

基于双臂推挽光强度调制器的矢量毫米波发生器
技术领域
本发明属于光纤-无线(Radio-over-Fiber, ROF)通信系统技术领域，具体涉及基于双臂推挽光强度调制器的矢量毫米波信号发生器。
背景技术
随着通信容量和接入需求的高速增长，对通信系统的要求不断提高，研究大容量、宽带、长距离传输的通信系统是大势所趋。光纤系统具有高传输容量、超长传输距离、低损耗、抗电磁干扰等优点，但由于其采用有线传输，无法实现大面积无缝覆盖。无线通信覆盖范围大，但其频谱资源有限，在大气中受到的衰减较大，传输距离较短。ROF通信系统融合了光纤通信和无线通信系统的优点，既能实现光纤传输的长距离、高容量、低损耗，又具有无线通信灵活性高、无缝覆盖的优势，在近年成为研究热点，被认为是下一代超宽带无线接入最有前景的备选方案。
传统ROF系统中使用I/Q调制器，通过光子辅助方法产生毫米波信号。I/Q调制器由两个马赫曾德尔调制器（MZM）和一个90°相移器组成，每个MZM又由两个相位调制器（PM）组成，其结构较为复杂；I/Q调制器具有两路直流控制偏置，调节不便；I/Q调制器成本较高，不能很好地适用于无线接入网络。因此，提出一种结构简单、成本低的新型矢量毫米波发生器很有必要。
本发明提出一种基于双臂推挽光强度调制器的矢量毫米波信号发生器，使用该结构可完成光子辅助毫米波信号的产生。光推挽强度调制器由两个相位调制器组成。首先使用MATLAB软件产生基带电信号，将该电信号分为实部和虚部两部分，实部信号驱动相位调制器1，虚部信号驱动相位调制器2，将电信号转换为光信号。接着使用光滤波器器对该光信号进行光载波分离，去掉光直流分量，对滤波后剩下的两路光载波信号使用光电探测器拍频，即可得到宽带矢量毫米波信号。
发明内容
本发明的目的是提供一种损耗低、结构简单的基于双臂推挽光强度调制器的矢量毫米波发生器。
本发明提供的基于双臂推挽光强度调制器的矢量毫米波发生器，包括：
数据源，用于产生基带调制信号；
激光器，用于产生光纤通信指定的连续波激光；
双臂推挽光强度调制器，用于调制激光，产生光基带信号；由两个相位调制器组成；
光滤波器，用于分离并去除光直流分量；
光电探测器（PD），用于将两路光信号拍频产生矢量毫米波信号。
本发明矢量毫米波发生器的工作流程为：在发射端，使用MATLAB软件产生基带电信号，该基带电信号包括一个连续波（CW）和一个基带正交幅度调制（QAM）信号，将该电信号分为实部和虚部两部分分别驱动双臂推挽光强度调制器，实部信号驱动相位调制器1，虚部信号驱动相位调制器2，将电信号转换为光信号。接着由光滤波器对该光信号进行光载波分离，去掉光直流分量，对滤波后剩余的两路光载波信号使用光电探测器拍频，即得到宽带矢量毫米波信号。
本发明中，基带电信号包括一个连续波（CW）和一个基带正交幅度调制（QAM）信号，CW信号频率为负，QAM信号频率为正。
本发明中，所述的光滤波器，可以是光交叉复用器，也可以是光波分复用（WDM）复用器，该光滤波器将光信号分离，得到CW信号和QAM信号。
本发明矢量毫米波信号发生器，可用于降低插入损耗，简化直流控制系统，与传统I/Q调制器相比成本降低1/3。
本发明利用一个光强度调制器结合光滤波器和光电探测器等器件实现了矢量毫米波信号的产生，避免了I/Q调制器的使用，调制器的插入损耗得到减少，有效降低了光纤无线融合通信系统发射端的成本和复杂度，能够提升系统性能。
附图说明
图1是本发明的矢量毫米波发生器结构示意图。
图中标号：1为第一数据源，11为第二数据源，2为激光器，3为第一相位调制器，33为第二相位调制器，4为光滤波器，5为光电探测器。
具体实施方式
下面结合具体实验例子和附图，对本发明作进一步说明。
由图1所示，基于双臂推挽光强度调制器的矢量毫米波发生器的各部件及功能说明如下：
数据源1，产生数字基带信号的实部部分a1(t)，数据源11，产生数字基带信号的虚部部分a2(t)。该数字基带信号包括一个连续波（CW）和一个基带正交幅度调制（QAM）信号，CW的频率为f1，QAM信号的幅度为f2，f1和f2中间有一个为正频率，另一个为负频率。激光器2，产生波长为λ1的连续波激光。相位调制器3将数据源1产生的数字基带信号的实部a1(t)调制到激光器2产生的波长λ1的连续波激光上，相位调制器33将数据源11产生的数字基带信号的虚部a2(t)调制到激光器2产生的波长λ1的连续波激光上。相位调制器3和33工作在正交点。相位调制器3和相位调制器33调制后的光信号进入光滤波器4，光滤波器4将调制后的光信号分为光直流分量和两个光载波信号，其中一路载波携带调制的基带信息。去掉光直流分量后，光滤波器4输出的两个光载波信号进入光电探测器5进行拍频，光电探测器5的输出即为宽带矢量毫米波信号。
所述的矢量毫米波发生器具体连接方式如下：
数据源1的输出端与相位调制器3的电输入端用电缆相连，数据源11的输出端与相位调制器33的电输入端用电缆相连。激光器2的输出端与相位调制器3和相位调制器33的光输入端用光纤相连。相位调制器3和相位调制器33的两个输出端分别与光波分复用器4的两个输入端用光纤相连。光波分复用器4的一个输出端与光电探测器5的输入端使用光纤相连。
矢量毫米波发生器是光纤无线融合通信系统中的重要组成部分，通过简化矢量毫米波发生器的结构有效降低系统发射端的复杂度，本发明能够降低光纤无线融合通信系统的成本，使系统容易实现，并且能够提升系统性能。

Claims (3)

1.一种基于双臂推挽光强度调制器的矢量毫米波发生器，其特征在于，包括：
数据源，用于产生基带调制信号；
激光器，用于产生光纤通信指定的连续波激光；
双臂推挽光强度调制器，用于调制激光，产生光基带信号；由两个相位调制器组成；
光滤波器，用于分离并去除光直流分量；
光电探测器PD，用于将两路光信号拍频产生矢量毫米波信号；
其工作流程为：在发射端，使用MATLAB软件产生基带电信号，该基带电信号包括一个连续波CW和一个基带正交幅度调制QAM信号，将该电信号分为实部和虚部两部分分别驱动双臂推挽光强度调制器，实部信号驱动第一相位调制器，虚部信号驱动第二相位调制器，将电信号转换为光信号；接着由光滤波器对该光信号进行光载波分离，去掉光直流分量，对滤波后剩余的两路光载波信号使用光电探测器拍频，即得到宽带矢量毫米波信号。
2.根据权利要求1所述的矢量毫米波发生器，其特征在于，所述CW信号频率为负，QAM信号频率为正。
3.根据权利要求1所述的矢量毫米波发生器，其特征在于，所述光滤波器，为光交叉复用器，或者为光波分复用器，该光滤波器将光信号分离，得到CW信号和QAM信号。
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