CN110247711B - 信号调制方法和执行装置、信道化方法和处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号调制方法和执行装置、信道化方法和处理系统。信号调制方法流程为：对信号光梳交错滤波后，分别基于两路光信号对微波信号进行调制和滤波后，再行合路处理。信道化方法通过光源产生相干的信号光和本振光，基于此分别产生信号光梳和本振光梳，采用上述信号调制方法得到合路信号，将合路信号与本振光梳合路后，进行基于相干拍差的信道化处理。系统包括相干光产生模块、信号光梳产生模块、本振光梳产生模块、交叠信号处理装置、信道分离模块以及相干处理模块。本发明可将微波信号工作频率上限拓宽至原来的两倍。

Description

信号调制方法和执行装置、信道化方法和处理系统

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其是一种基于波长交错滤波和相干光频率梳的光学混频方法和存储介质、交叠信号处理装置、信道化方法和系统。

背景技术

利用微波光子技术进行信道化处理具有处理带宽宽、处理频率高、并行处理能力强等优势。其基本方法有两种，一种方法是将宽带射频信号加载到光上，使用梳齿间隔较窄的光梳和多个滤波区间连续排列的窄带光滤波器实现信道分离。而中心频率准确、矩形系数高的窄带滤波器组实现难度大，如参考文献1，并且当信道数量N较大时，1:N功分器引入的插入损耗也不可忽视。另一种方法是基于相干光频率梳的信道化处理，如参考文献2和4。首先将射频信号通过电光调制器组播到梳齿间隔为FSR1的信号光梳上，通过梳齿间隔为FSR2的窄带光滤波器提取宽带射频信号的不同频率成分。由于信号光梳和窄带光滤波器的梳齿间隔稍有不同，所以每个滤波峰滤出的信号频段不同，从而实现频率划分。

在一般的基于相干光频率梳拍差的信道化处理中，为了避免边带混叠，要求微波信号的频率小于光频率梳的梳齿间隔的一半。如对于39GHz梳齿间隔的光频率梳，可以处理的最大射频信号频率须小于19.5GHz，如参考文献3。否则两根光梳齿的载波信号会交叠在一起。如图1所示，当射频信号的频率超过梳齿间隔的一半时，第一根梳齿的上边带和第二根梳齿的下边带交叠，无法正确识别信号的幅度、相位信息。

本发明参考现有文献如下：

1、WeiyuanXu,Dan Zhu,and Shilong Pan,Coherent photonic radio frequencychannelization based on dual coherent optical frequency combs and stimulatedBrillouin scattering,Optical Engineering,55(4):046106-1-6。

2、CN106487453A，一种零中频的微波光子信道化接收机的装置及方法。

3、XiaojunXie,Yitang Dai,Yu Ji,etc.,Broadband photonic radio-frequencychannelization based on a 39GHz optical frequency comb,IEEE PhotonicsTechnology letters,vol.24,No.8,2012。

4、CN102638302B，基于相干光频率梳的信道化宽带多频测量系统。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，利用双边带调制的对称性和波长交错滤波技术，提供一种基于波长交错滤波和相干光频率梳的信号调制方法、交叠信号处理装置、信道化方法和处理系统。以将待处理微波信号的频率上限拓宽到原来的两倍。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于波长交错滤波的信号调制方法，包括以下步骤：

对信号光梳进行波长交错滤波，分别得到奇数次序梳齿和偶数次序梳齿；

分别基于所得到的奇数次序梳齿和偶数次序梳齿，对待处理信号进行调制，得到奇数梳齿调制信号和偶数梳齿调制信号；

对奇数梳齿调制信号进行第一滤波处理，对偶数梳齿调制信号进行第二滤波处理，第一滤波处理起始点在奇数梳齿调制信号的最低频率点或之前，第二滤波处理终止点在偶数梳齿调制信号的最高频率点或之后；经第一滤波处理滤出的频带与经第二滤波处理滤出的频带不重叠；

对第一滤波处理和第二滤波处理的输出信号进行合路处理。

通过将光梳梳齿错位分离，由于梳齿间隔变为了原来的两倍，则可以允许调制的微波信号频率也变为原来的两倍(而不发生边带重叠)。需要注意的是，对于信号光梳产生模块本身来讲，其输出的光梳梳齿间隔并未发生改变(即并未翻倍)，而是对于其梳齿的处理而使得允许的微波信号频率上限的翻倍。第一滤波处理、第二滤波处理和合路的设计，可以使得本发明的调制结果既能在物理上合成一路，也不会出现边带混叠现象，并包含待处理信号的完整信息。

进一步的，第一滤波处理和第二滤波处理的中心频率和滤波带宽，均基于信号光梳的梳齿间隔、待处理信号的频率以及待划分信道的信道带宽决定。

基于信号光梳的梳齿间隔、待处理信号的频率以及待划分信道的信道带宽对第一滤波处理和第二滤波处理的中心频率和滤波带宽进行设计，可以根据所处理的不同信号，所计划划分的信道带宽，滤出需要的边带信息。

进一步的，上述第一滤波处理和第二滤波处理设计为：以与所述信号光梳相干的本振光梳的梳齿间隔作为周期、预划分的信道带宽为滤波带宽的周期性滤波器分别对经第一滤波处理后的信号和经第二滤波处理后的信号进行周期性滤波后，得到的所有信号与待处理信号边带一一对应而不发生重叠。

通过上述设计，使得第一滤波处理和第二滤波处理后，所合路的信号，在光梳上连续，包含完整的边带信号，并且，结合本振光梳对合路信号(即分别经第一滤波处理和第二滤波处理后得到的所有信号)进行信道化处理时，可以输出包含待处理信号全部信息(即覆盖待处理信号的全部频段)的多个信道，且每个信道的信息不重复。

本发明公开了一种基于波长交错滤波和相干光频率梳的宽带信道化处理方法，该方法包括以下步骤：

光源产生相干的信号光和本振光，将信号光输送到信号光梳产生模块，将本振光输送到本振光梳产生模块；

信号光梳产生模块对接收的信号光进行调制，输出信号光梳；

本振光梳产生模块对接收的本振光进行调制，输出本振光梳；

执行上述基于波长交错滤波的信号调制方法，得到合路信号；

将合路信号与本振光梳合路后，进行信道分离处理；

对信道分离处理后的光信号进行相干处理。

通过上述信道化处理方法，可以使得在不改变原光梳条件的情况下，通过对信号光梳进行错位分离，解决原微波信号频率超过梳齿间隔1/2而引起调制载波边带混叠的问题，进而拓宽了允许信道化处理微波信号频率的上限到现有技术的两倍，即允许宽带信号的最高频率等于信号光梳的梳齿间隔。

同时，由于对两路滤波后的信号进行了合路处理，使得信号的后续处理方法仍可使用现有的方法，无需增添或修改额外的设施，改进成本和复杂度均较低。

本发明公开了一种交叠信号处理装置，该交叠信号处理装置包括波长交错滤波器、第一电光调制器、第二电光调制器、第一光学滤波器、第二光学滤波器和合路器；波长交错滤波器的输入端接收信号光梳，波长交错滤波器的两个输出端分别连接第一电光调制器和第二电光调制器的光学输入端，第一电光调制器的输出端连接第一光学滤波器的输入端，第二电光调制器的输出端连接第二光学滤波器的输入端，第一光学滤波器和第二光学滤波器的输出端均连接合路器的输入端；第一电光调制器和第二电光调制器的射频输入端分别接收待处理信号。

上述装置的工作原理如下：信号光梳输入到波长交错滤波器的输入端，经处理后，奇数次序梳齿输出到第一电光调制器，偶数次序梳齿输出到第二电光调制器；待处理信号经电功分器处理，分别输入到第一电光调制器和第二电光调制器，第一电光调制器和第二电光调制器分别基于接收到的光梳，对待处理信号进行调制，再分别输出到第一光学滤波器和第二光学滤波器进行滤波处理。第一光学滤波器和第二光学滤波器工作的中心频率和滤波带宽，与待处理信号的频率、梳齿间隔和信道带宽相关，经第一、第二光学滤波器滤波后，分别滤出部分奇数梳齿调制信号和部分偶数梳齿调制信号，两路输出信号不发生重叠。经第一、第二光学滤波器滤波后的信号输入到合路器进行合路处理，实现对待处理信号的调制。

通过将梳齿进行错位分离，再分别进行处理(调制和滤波)后，进行合路，避免了两路处理在调制和滤波过程中的相互干扰，确保了信号处理的准确性，降低了滤波难度。合路器的设置可以使得输出端为一路光信号，后续信道化的设施可以沿用现有设施，而无需进行增加或替换，降低了改造难度和改造成本，也降低了信道化系统的复杂度。

进一步的，交叠信号处理装置还包括电功分器，该电功分器的输入端用于接收待处理信号，电功分器的两输出端分别连接第一电光调制器和第二电光调制器的射频输入端。这样，保证了装置对外接收宽带信号的接口为一个，降低了对外连接的复杂度，基于同一信号进行分光处理，也保证了第一、第二电光调制器所接收信号的相关性。

本发明公开了一种基于波长交错滤波和相干光频率梳的宽带信道化处理系统，其包括相干光产生模块、信号光梳产生模块、本振光梳产生模块、上述交叠信号处理装置、信道分离模块以及相干处理模块；相干光产生模块分别连接信号光梳和本振光梳产生模块，将相干的信号光和本振光分别传输至信号光梳产生模块和本振光梳产生模块；信号光梳产生模块产生信号光梳，其输出端连接所述交叠信号处理装置；交叠信号处理装置连接所述信道分离模块；本振光梳产生模块产生本振光梳，其输出端也连接所述信道分离模块的输入端，信道分离模块的输出端连接相干处理模块。

上述系统，仅需将现有电光调制器和光学滤波器替换为本发明的交叠信号处理装置，即可实现对宽带信号频率上限的拓宽(为两倍)。在可以沿用大部分现有技术设施的情况下，也降低了改造难度和成本，降低改造的复杂度。

进一步的，上述相干光产生模块包括：依次连接的激光器、第三电光调制器、掺饵光纤放大器和光纤耦合器，还包括：分别与所述光纤耦合器连接的第三光学滤波器和第四光学滤波器；所述第三电光调制器的射频输入端口连接微波信号源，直流输入端口连接直流偏置控制信号。

进一步的，上述信号光梳产生模块包括：电光相位调制器、强度调制器、信号源、电耦合器、第一射频放大器、移相器、第二射频放大器、第一偏置控制电路；所述相位调制器和所述强度调制器串联，所述信号源经电耦合器后分别连接两个射频放大器的输入端，所述第一射频放大器的输出端连接移相器的输入端，所述移相器的输出端连接所述相位调制器的射频端口；所述第二射频放大的输出端连接强度调制器的射频端口；所述第一偏置控制电路输出端连接强度调制器的偏置控制端口。

进一步的，上述本振光梳产生模块的结构同信号光梳产生模块的相同，区别点仅在于本振光梳产生模块的信号源输出的微波信号的频率与信号光梳产生模块信号源的不同。

上述各模块的结构清晰，构造简单，构造成本低。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明通过增加波长交错滤波器和宽带光学滤波器件，将信号光梳经波长交错滤波分为两路，分别加载待处理的微波信号，能够将工作频率从1/2倍梳齿间隔拓展到1倍梳齿间隔。克服了现有技术在宽带信号的最高频率超过信号光梳梳齿间隔一半时引入的频谱交叠问题。

2、本发明利用了双边带调制的对称性，结合第一光学滤波器、第二光学滤波器的共同作用，能够保证在信道化处理时覆盖微波信号带宽范围内所有的频率信道，有效地完成频域信道切割。

3、本发明通过增加简单的设施(波长交错滤波器、调制器和滤波器)，即可实现对现有装置的改造，结构简单、复杂度低。

4、由于交叠信号处理装置的输出端仍然为一路光信号，该信号的后续处理方法与现有方法相同，不需要在后续处理过程中增加额外器件(如只需要采用一套信道分离装置)，能够有效地降低系统复杂度。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是宽带信号在光频率梳组播过程中的频率混叠示例。

图2是基于波长交错滤波和相干光频率梳的宽带信道化处理系统构造图。

图3是相干光产生模块的构造图。

图4是信号/本振光梳产生模块的构造图。

图5是信道化频域处理流程的一个实施例。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例一

一种基于波长交错滤波的信号调制方法，包括以下步骤：

对信号光梳(光频率梳)进行波长交错滤波，分别得到奇数次序梳齿和偶数次序梳齿。

分别基于所得到的奇数次序梳齿和偶数次序梳齿，对待处理信号进行调制，得到奇数梳齿调制信号和偶数梳齿调制信号。在一个实施例中，两路调制频率均工作于正交偏置点。

对奇数梳齿调制信号进行第一滤波处理，对偶数梳齿调制信号进行第二滤波处理，第一滤波处理起始点在奇数梳齿调制信号的最低频率点或之前，第二滤波处理终止点在偶数梳齿调制信号的最高频率点或之后；经第一滤波处理和第二滤波处理后的调制边带不重叠。这样，在待处理信号频率上端超过信号梳齿间隔的1/2、不超1倍时边带不混叠,且能够支撑后续信道化处理。在一个实施例中，第一滤波处理和第二滤波处理的滤波频带连续。第一滤波处理和第二滤波处理所工作的中心频率和滤波带宽，均基于信号光梳梳齿间隔、待处理信号频率以及计划划分的信道带宽进行设定。即应用于不同的待处理信号的频段、信号光梳以及所计划划分信道的信道带宽，所设计的第一滤波处理和第二滤波处理的中心频率和滤波带宽均会有所不同。这样，利用所设计的第一滤波处理和第二滤波处理，可以根据不同的需求，滤出所需要的信号。在一个实施例中，第一滤波处理和第二滤波处理设计为：第一滤波处理和第二滤波处理频段不重叠，且频率上下限覆盖了调制的整个频段，这样可以分别滤出在信号光梳上的两段调制信号，达到既能够避免边带混叠、又能够支撑全频段信道化的效果。

在一个对待处理信号进行信道化处理的信号调制实施例中，上述第一滤波处理和第二滤波处理的设计为：以与信号光梳相干的本振光梳的梳齿间隔作为周期、预划分的信道带宽为滤波带宽的周期性滤波器分别对经第一滤波处理后的信号和经第二滤波处理后的信号进行周期性滤波后，得到的所有信号(结果同合路处理的信号)频率边界覆盖待处理信号的整个边带，且各路信号不发生重叠。所谓一一对应，即滤波后，得到的每一路信号分别对应到待处理信号的一个频段(频宽与待划分的信道带宽对应)。以频宽为4MHz的待处理信号为例，假设预将其划分为4个信道，则预划分的信道带宽则为4MHz/4＝1MHz。

对第一滤波处理和第二滤波处理的输出信号进行合路处理。合路处理是将经第一滤波处理和第二滤波处理的两段信号合成一路，以便于后续的集中处理。

在未对信号光梳进行波长交错滤波的情况下，待处理信号的最高频率必须控制在信号光梳梳齿间隔的1/2内，否则，在将待处理信号加载到光梳上时，梳齿上下边带之间会混叠在一起，如图1所示，梳齿1的右边带和梳齿2的左边带部分混叠在了一起。这样，在后续滤波过程中，信号会失真。例如无法通过现有双光梳拍差过程完成信道化处理。

而通过上述实施例的方案，将奇偶光梳进行分离，再对待处理信号分别进行调制，就不会出现信号混叠的现象。通过分别对调制后的信号进行滤波，实现对调制信号双边带的完整提取和去重。再经过合路，恢复为无混叠的载波光信号。

实施例二

本实施例基于上述信号调制方法，公开了一种基于波长交错滤波和相干光频率梳的宽带信道化处理方法，包括以下步骤：

光源产生相干的信号光和本振光，将信号光输送到信号光梳产生模块，将本振光输送到本振光梳产生模块；信号光和本振光优选同源；

信号光梳产生模块对接收的信号光进行调制，输出信号光梳；

本振光梳产生模块对接收的本振光进行调制，输出本振光梳；

执行上述基于波长交错滤波的光学混频方法，得到合路信号；

合路信号与本振光梳分别经过波分复用器，实现信道分离；

对信道分离处理后的光信号进行光电转换、中频滤波等处理，最终实现对信号的信道化。

实施例三

本实施例公开了一种交叠信号处理装置，该交叠信号处理装置包括两个输入端和一个输出端，两个输入端分别接收信号光梳和待处理信号，交叠信号处理装置用于执行上述光学混频方法的程序，将运行结果由输出端输出。

参见附图2，在一个实施例中，上述交叠信号处理装置包括波长交错滤波器、第一电光调制器、第二电光调制器、第一光学滤波器、第二光学滤波器和合路器；所述波长交错滤波器的输入端接收信号光梳，其两个输出端分别连接所述第一电光调制器和第二电光调制器的光输入端，所述第一电光调制器和第二电光调制器的输出端分别连接第一光学滤波器和第二光学滤波器，所述第一光学滤波器和第二光学滤波器的输出端连接所述合路器的输入端；第一电光调制器和第二电光调制器的射频输入端还分别接收待处理信号。在一个具体实施方式中，第一电光调制器和第二电光调制器的输入端分别连接电功分器的两个输出端，电功分器的输入端输入待处理信号。

信号光梳输入到波长交错滤波器的输入端，经处理后，奇数次序梳齿输出到第一电光调制器，偶数次序梳齿输出到第二电光调制器；待处理信号经电功分器处理，分别输入到第一电光调制器和第二电光调制器，第一电光调制器和第二电光调制器分别基于接收到的光梳，对待处理信号进行调制，再分别输出到第一光学滤波器和第二光学滤波器进行滤波处理，第一光学滤波器和第二光学滤波器工作的中心频率不同，以分别滤出两段不重叠的信号。在一个实施例中，第一光学滤波器滤波频率的起始点在奇数梳齿调制信号的最低频率点或之前，第二光学滤波器滤波频率的终止点在偶数梳齿调制信号的最高频率点或之后；第一光学滤波器的滤波频率和第二光学滤波器的滤波频段不重叠(即第一光学滤波器滤波频率的终止点不大于第二光学滤波器滤波频率的起始点)。在一个实施例中，第一光学滤波器和第二光学滤波器的滤波频带连续。第一光学滤波器和第二光学滤波器的中心频率和滤波带宽，为基于信号光梳的梳齿间隔、待处理信号的频率以及待划分信道的信道带宽决定。在一个具体实施例中，经第一、第二光学滤波器滤波后的合路信号，在结合本振光梳进行信道化处理后，信道与处理频段均能一一对应而不重复。经第一、第二光学滤波器滤波后的信号输入到合路器进行合路处理，实现对待处理信号的最终调制。

实施例四

如图2所示，本实施例公开了一种基于波长交错滤波和相干光频率梳的宽带信道化处理系统，包括：相干光产生模块、信号光梳产生模块、本振光梳产生模块、交叠信号处理模块、信道分离模块以及相干处理模块。所述相干光产生模块分别连接信号光梳和本振光梳产生模块，将相干的信号光和本振光分别传输至信号光梳产生模块和本振光梳产生模块；所述信号光梳产生模块产生信号光梳，其输出端连接所述交叠信号处理模块。所述交叠信号处理模块连接所述信道分离模块。所述本振光梳产生模块产生本振光梳，其输出端也连接所述信道分离模块的输入端，所述信道分离模块的输出端连接所述相干处理模块。交叠信号处理模块用于运行上述光学混频方法。相干处理模块为对信道分离的光信号进行光电转换，或者还执行数字化处理(相干处理模块同现有技术)。

实施例五

如图2所示，本实施例公开了一种基于波长交错滤波和相干光频率梳的宽带信道化处理系统，包括相干光产生模块、信号光梳产生模块、本振光梳产生模块、信道分离模块、相干处理模块以及上述实施例三中的交叠信号处理装置。所述相干光产生模块分别连接信号光梳和本振光梳产生模块，将相干的信号光和本振光分别传输至信号光梳产生模块和本振光梳产生模块；所述信号光梳产生模块产生信号光梳，其输出端连接所述交叠信号处理装置。所述交叠信号处理装置输出端连接所述信道分离模块，所述本振光梳产生模块产生本振光梳，其输出端连接所述信道分离模块的输入端，所述信道分离模块的输出端连接所述相干处理模块。

信号光梳输出一路包括N个梳齿的光信号。波长交错滤波器(也称interleaver、梳状滤波器)，其作用是将奇数梳齿和偶数梳齿分开，从而将梳齿间隔扩大一倍，以解决微波信号频率FSR>f_RF2>0.5FSR时造成的频谱混叠问题。奇、偶两路信号分别进入各自的电光调制器，待处理的宽带微波信号经电学功分器分成两路，分别输入第一电光调制器和第二电光调制器的的电学端口。第一、第二电光调制器输出的载波光梳分别进入第一、第二光学滤波器。第一光学滤波和第二光学滤波的中心频率不同，经滤波后两路信号覆盖的频域不同，因此可以用光纤耦合器合成一路。合路后的信号与周期为f_FSR2的本振光梳合成一路，进入后续的信道分离和相干处理模块。

实施例六

本实施例具体公开了系统中，部分模块的构造：

如图3所示，相干光产生模块包括：依次连接的激光器、第三电光调制器、掺饵光纤放大器和光纤耦合器，还包括：分别与所述光纤耦合器连接的第三光学滤波器和第四光学滤波器。所述第三电光调制器的射频输入端口分别连接直流偏置控制信号和微波信号源。

如图4所示，信号光梳产生模块包括：电光相位调制器、强度调制器、信号源、电耦合器、第一射频放大器、移相器、第二射频放大器、第一偏置控制电路。所述相位调制器和所述强度调制器串联，所述信号源经电耦合器后分别连接两个射频放大器的输入端，所述第一射频放大器的输出端连接移相器的输入端，所述移相器的输出端连接所述相位调制器的射频端口。所述第二射频放大的输出端连接强度调制器的射频端口。所述第一偏置控制电路输出端连接强度调制器的偏置控制端口。

本振光梳产生模块的结构同信号光梳产生模块的相同，区别点仅在于本振光梳产生模块的信号源输出的微波信号的频率与信号光梳产生模块信号源的不同。即本振光梳产生模块包括：电光相位调制器、强度调制器、信号源、电耦合器、第三射频放大器、移相器、第四射频放大器、第二偏置控制电路。所述相位调制器和所述强度调制器串联，所述信号源经电耦合器后分别连接两个射频放大器的输入端，所述第三射频放大器的输出端连接移相器的输入端，所述移相器的输出端连接所述相位调制器的射频端口。所述第四射频放大的输出端连接强度调制器的射频端口。所述第二偏置控制电路输出端连接强度调制器的偏置控制端口。

信道分离模块可以采用阵列光学滤波器或波分复用器，滤波间隔为信号光梳梳齿间隔加上信道带宽。

在一个实施例中，相干光产生模块采用单色激光器、马赫-曾德尔强度调制器(即图3中的电光调制器3)级联的方式产生两个相干的边带，经第三、第四光学滤波器处理后分别作为信号光梳产生模块和本振光梳产生模块的输入。此时，注入第三电光调制器的射频信号决定了光梳的起始频率。信号光梳和本振光梳的实现方式有多种，典型的方式是将相位调制器和强度调制器级联(见参考专利[2])。如图4所示，此时，注入相位调制器和强度调制器的射频信号决定了光梳的梳齿间隔。

实施例七

本实施例以50GHz的梳齿间隔、5根梳齿、23-27GHz的混叠频率带(待处理信号)、信道化带宽1GHz为例，对本发明的流程进行说明：

对于相干光的产生、信道分离和相干处理的过程，在本发明中，并未进行改进，仍采用现有方法(例如文献2中的方法)，因此，在此处不对此过程进行详细说明，本实施例仅说明对最高频率大于1/2信号梳齿间隔的微波信号进行光学处理以支撑相干信道化处理的过程。

信号光梳产生模块输出5根间隔50GHz的光频率梳，对应图5(a)。如果使用现有技术，在处理23-27GHz的信号时梳齿1的右边带和梳齿2的左边带将产生混叠而无法处理，如图1所示。在本发明中，首先通过波长交错滤波器将1、3、5梳齿与2、4梳齿分成两路。奇、偶两路分别经电光调制后，由于梳齿间隔加倍，左右边带的载波信号不会产生交叠，分别如图5(b)和(c)所示。与一般方法中只使用载波上边带或只使用载波下边带不同。在图5(b)和(c)的示意图中均有两个上边带和两个下边带。注意上下边带的频率排布是反向的，如上边带从左至右对应着23-27GHz，下边带从左至右则对应着27-23GHz。如图5(d)和(e)所示，经第一光学滤波器滤出光梳1的上边带和光梳3的下边带；类似地，经第二光学滤波器滤出光梳4的上、下边带。如图5(f)所示，经合路器将第一光学滤波器和第二光学滤波器输出的信号合为一路。采用周期为51GHz的本振光梳(由本振光梳产生模块产生)进行信道分离和相干处理，如图5(f)所示，就可以顺序分离出23GHz-24GHz、25GHz-26GHz、24GHz-25GHz、26-27GHz四个信道。

由图5(b)和图5(d)可以看出，如果只使用奇数梳齿，尽管使用了双边带，但是经相干处理后，处理的频率只包括23GHz-24GHz和25GHz-26GHz。类似地，由图5(c)和图5(e)可以看出，如果只使用偶数梳齿，处理的频率只包括24GHz-25GHz和26GHz-27GHz。因此，本发明在利用双边带调制的基础上，加入两只光学滤波器滤除重复的信道，再经合路器后恢复为完整的、无混叠的载波光信号。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明拓宽到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种基于波长交错滤波的信号调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

对信号光梳进行波长交错滤波，分别得到奇数次序梳齿和偶数次序梳齿；

分别基于所得到的奇数次序梳齿和偶数次序梳齿，对待处理信号进行调制，得到奇数梳齿调制信号和偶数梳齿调制信号；

对奇数梳齿调制信号进行第一滤波处理，对偶数梳齿调制信号进行第二滤波处理；第一滤波处理起始点在奇数梳齿调制信号的最低频率点或之前，第二滤波处理终止点在偶数梳齿调制信号的最高频率点或之后；第一滤波处理的滤波频带和第二滤波处理的滤波频带不重叠；

对第一滤波处理和第二滤波处理的输出信号进行合路处理。

2.如权利要求1所述的基于波长交错滤波的信号调制方法，其特征在于，所述第一滤波处理和第二滤波处理的中心频率和滤波带宽，均基于所述信号光梳的梳齿间隔、所述待处理信号的频率以及待划分信道的信道带宽决定。

3.如权利要求2所述的基于波长交错滤波的信号调制方法，其特征在于，所述第一滤波处理和第二滤波处理设计为：以与所述信号光梳相干的本振光梳的梳齿间隔作为周期、预划分的信道带宽为滤波带宽的周期性滤波器分别对经第一滤波处理后的信号和经第二滤波处理后的信号进行周期性滤波后，得到的所有信号与待处理信号边带一一对应而不发生重叠。

4.一种基于波长交错滤波和相干光频率梳的宽带信道化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

光源产生相干的信号光和本振光，将信号光输送到信号光梳产生模块，将本振光输送到本振光梳产生模块；

信号光梳产生模块对接收的信号光进行调制，输出信号光梳；

本振光梳产生模块对接收的本振光进行调制，输出本振光梳；执行如权利要求3所述的基于波长交错滤波的信号调制方法，得到合路信号；将合路信号与本振光梳合路后，进行信道分离处理；

对信道分离处理后的光信号进行相干处理。

5.一种交叠信号处理装置，其特征在于，所述交叠信号处理装置包括波长交错滤波器、第一电光调制器、第二电光调制器、第一光学滤波器、第二光学滤波器和合路器；所述第一光学滤波器滤波频率的起始点在奇数梳齿调制信号的最低频率点或之前，所述第二光学滤波器滤波频率的终止点在偶数梳齿调制信号的最高频率点或之后；所述第一光学滤波器的滤波频率和所述第二光学滤波器的滤波频段不重叠；所述波长交错滤波器的输入端接收信号光梳，所述波长交错滤波器的两个输出端分别连接所述第一电光调制器和第二电光调制器的光学输入端，所述第一电光调制器输出端连接第一光学滤波器的输入端，所述第二电光调制器的输出端连接第二光学滤波器的输入端，所述第一光学滤波器和第二光学滤波器的输出端均连接所述合路器的输入端；第一电光调制器和第二电光调制器的射频输入端分别接收待处理信号。

6.如权利要求5所述的交叠信号处理装置，其特征在于，还包括电功分器，所述电功分器的输入端用于接收所述待处理信号，所述电功分器的两输出端分别连接所述第一电光调制器和第二电光调制器的射频输入端。

7.一种基于波长交错滤波和相干光频率梳的宽带信道化处理系统，其特征在于，包括相干光产生模块、信号光梳产生模块、本振光梳产生模块、如权利要求5或6所述的交叠信号处理装置、信道分离模块以及相干处理模块；所述相干光产生模块分别连接信号光梳和本振光梳产生模块，将相干的信号光和本振光分别传输至信号光梳产生模块和本振光梳产生模块；所述信号光梳产生模块产生信号光梳，其输出端连接所述交叠信号处理装置；所述交叠信号处理装置连接所述信道分离模块；所述本振光梳产生模块产生本振光梳，其输出端也连接所述信道分离模块的输入端，所述信道分离模块的输出端连接所述相干处理模块。

8.如权利要求7所述的基于波长交错滤波和相干光频率梳的宽带信道化处理系统，其特征在于，所述相干光产生模块包括：依次连接的激光器、第三电光调制器、掺饵光纤放大器和光纤耦合器，还包括：分别与所述光纤耦合器连接的第三光学滤波器和第四光学滤波器；所述第三电光调制器的射频输入端口分别连接直流偏置控制信号和微波信号源。

9.如权利要求7或8所述的基于波长交错滤波和相干光频率梳的宽带信道化处理系统，其特征在于，所述信号光梳产生模块包括：电光相位调制器、强度调制器、信号源、电耦合器、第一射频放大器、移相器、第二射频放大器、第一偏置控制电路；所述相位调制器和所述强度调制器串联，所述信号源经电耦合器后分别连接两个射频放大器的输入端，所述第一射频放大器的输出端连接移相器的输入端，所述移相器的输出端连接所述相位调制器的射频端口；所述第二射频放大的输出端连接强度调制器的射频端口；所述第一偏置控制电路输出端连接强度调制器的偏置控制端口。

10.如权利要求9所述的基于波长交错滤波和相干光频率梳的宽带信道化处理系统，其特征在于，所述本振光梳产生模块的结构同信号光梳产生模块的相同，区别点仅在于本振光梳产生模块的信号源输出的微波信号的频率与信号光梳产生模块信号源的不同。

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