CN110289912A - 一种基于级联光外调制器的多频率矢量毫米波发生系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光纤‑无线通信系统技术领域，具体为一种基于级联光外调制器的多频率矢量毫米波发生系统。本发明系统包括：数据源、激光器、射频信号源、光相位调制器、IQ调制器、波长选择开关、光电探测器；由光相位调制器调制激光器生成的激光，产生多个激光波长；使用MATLAB软件在数字域产生两路电信号，使用DAC模块对数字信号进行数模转换；IQ调制器对多个激光波长进行光学独立边带调制，产生抑制光载波的多个单边带光信号；波长选择开关选出所需要的频率的两路光信号，由光电探测器对两路光信号拍频，得到多频率单边带矢量毫米波信号。本发明极大提升了系统的灵活性；光单边带的调制格式抗衰减性能好，能够提升系统的传输性能。

Description

一种基于级联光外调制器的多频率矢量毫米波发生系统
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，具体为一种基于级联光外调制器的多频率矢量毫米波发生系统。
背景技术
随着通信容量和接入需求的高速增长，融合了光纤传输低损耗、高带宽和抗电磁干扰的优点和无线通信宽域覆盖，接入灵活等优点的光纤-无线（ROF）通信系统成为研究热点，被认为是下一代超宽带无线接入最有前景的备选方案。在ROF通信系统中传输的信号既有光信号，也有毫米波信号。光信号通常通过调制激光器产生，而矢量毫米波信号的产生对于ROF系统至关重要。在未来的ROF通信系统中，为了增加频率覆盖范围和提升无线网络的灵活性，产生多种频率的矢量毫米波是很有必要的。传统方法产生的矢量毫米波频率是固定的，在需要多频率传输的场合十分不便。结合光频梳技术可以方便地产生不同频率的矢量毫米波信号，极大增强了系统的灵活性，能够满足日益增长的网络需求。
并且，在光纤传输系统经常使用的1550nm标准单模光纤中，单边带(SSB)矢量毫米波信号可以长距离传输而不受衰减影响，它是光纤中矢量信号长距离传输的一种最优调制格式。因此，使用多频率矢量毫米波生成技术结合单边带信号的生成方法，产生多频率单边带矢量毫米波信号具有传输距离长、稳定性好、方便灵活的特点，将在未来以ROF系统为主的接入网络发挥巨大优势。
因此，本发明提出的基于级联光外调制器的多频率矢量毫米波发生系统。使用激光器生成激光，使用射频信号驱动相位调制器，使用相位调制器调制该激光，产生等频率间隔的多个激光波长。使用MATLAB软件在数字域产生两路电信号，使用DAC模块对数字信号进行数模转换。使用数模转换后的模拟信号驱动IQ调制器，对多个激光波长进行光学独立边带调制，产生抑制光载波的多个单边带光信号。使用波长选择开关选出所需要的频率的两路光信号，使用光电探测器对两路光信号拍频，得到多频率单边带矢量毫米波信号。矢量毫米波的信号可以通过波长选择开关进行灵活选择，极大提升了系统的灵活性。光单边带的调制格式抗衰减性能好，能够提升系统的传输性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于级联光外调制器的多频率矢量毫米波发生系统。
本发明提供的基于级联光外调制器的多频率矢量毫米波发生系统，其结构如图1所示。系统包括：经电路连接的数据源、激光器、射频信号源、光相位调制器、IQ调制器、波长选择开关、光电探测器（PD）；其中：
所述数据源，用于产生数字域的基带信号和射频信号；
所述激光器，用于产生光纤通信指定的连续波激光；
所述射频信号源，用于产生单频射频信号，驱动光相位调制器；
所述光相位调制器，用于调制激光，产生等频率间隔的多个激光波长；
所述IQ调制器，用于对多个激光波长进行光学独立边带调制，产生多波段载波抑制的光单边带信号；
所述波长选择开关，用于选出需要进行拍频的两路光源；
所述光电探测器（PD），用于将两路光信号拍频产生矢量毫米波信号。
本发明中，激光器的输出端与光相位调制器3的光输入端用光纤连接，射频信号源的输出端与光相位调制器的电输入端用电缆相连；光相位调制器3的输出端与IQ调制器的光输入端用光纤连接；第一数据源的输出端和第二数据源的输出端分别与IQ调制器中I路和Q路的电输入端用电缆连接；IQ调制器的输出端与波长选择开关的输入端用光缆相连；波长选择开关的输出端与光电探测器的输入端用光缆相连。
所述多频率矢量毫米波发生系统，其工作过程为：
由激光器生成激光，由射频信号源发出的射频信号驱动光相位调制器，由光相位调制器调制激光器生成的激光，产生等频率间隔的多个激光波长；（使用MATLAB软件）在数字域产生两路电信号，（使用DAC模块）对数字信号进行数模转换；经数模转换后的模拟信号驱动IQ调制器，IQ调制器对多个激光波长进行光学独立边带调制，产生抑制光载波的多个单边带光信号；由波长选择开关选出所需要的频率的两路光信号，光电探测器对两路光信号拍频，得到多频率单边带矢量毫米波信号。
本发明中，所述的射频信号，其频率可以为单频。
本发明中，所述的数字域产生的两路电信号，其频率为一正一负，其中一路电信号为正交幅度调制信号，另一路为射频信号。
本发明中，所述的波长选择开关，可以实现光波长的灵活选择，选择出的光信号的频率之差决定了系统产生的矢量毫米波信号的频率。
本发明利用级联光外调制器产生的多频率单边带矢量毫米波信号具有传输距离长、稳定性好、方便灵活的特点，将在未来以ROF系统为主的接入网络发挥巨大优势。
附图说明
图1是本发明中基于级联光外调制器的多频率矢量毫米波发生系统结构图。
图中标号：1-射频信号源，2-激光器，3-相位调制器，4-数据源，44-数据源，5- IQ调制器，6-波长选择开关，7-光电探测器。
具体实施方式
下面结合具体实验例子和附图，对本发明作具体说明。
由图1所示，多频率矢量毫米波发生系统的各部件及功能分别说明如下：
射频信号源1，产生单频射频信号a1(t)，激光器2，产生波长λ1的连续波激光。相位调制器3，使用射频信号源1产生的射频信号a1(t)调制激光器2产生的波长λ1的连续波激光，产生多个频率的激光波长。数据源4，产生数字基带信号的实部，数据源44，产生数字基带信号的虚部。IQ调制器5，用于将数据源4和数据源44产生的信号调制到相位调制器3产生的多个频率的激光波长上，实现正交调制，得到抑制载波的多个光单边带信号。波长选择开关6，用于选出需要进行拍频的两路光单边带信号。光电探测器7，用于将波长选择开关6选出的两路的信号进行拍频，得到多频率的矢量毫米波信号。
所述的多频率矢量毫米波发生系统具体连接方式如下：
激光器2的输出端与相位调制器3的光输入端用光纤连接，射频信号源1的输出端与相位调制器的电输入端用电缆相连。相位调制器3的输出端与IQ调制器的光输入端用光纤连接。数据源4的输出端和数据源44的输出端分别与IQ调制器中I路和Q路的电输入端用电缆连接。IQ调制器的输出端与波长选择开关的输入端用光缆相连。波长选择开关的输出端与光电探测器的输入端用光缆相连。
本发明利用级联相位调制器与光IQ调制器产生多频率矢量毫米波信号，采用相位调制器产生光频梳的方法结构简单，复杂度低，使用IQ调制器产生抑制载波的光单边带信号损耗小，产生的矢量毫米波信号可具有多种频率，系统灵活性高。

Claims (5)

1.一种基于级联光外调制器的多频率矢量毫米波发生系统，其特征在于，包括：数据源、激光器、射频信号源、光相位调制器、IQ调制器、波长选择开关、光电探测器；其中：
所述数据源，用于产生数字域的基带信号和射频信号；
所述激光器，用于产生光纤通信指定的连续波激光；
所述射频信号源，用于产生单频射频信号，驱动光相位调制器；
所述光相位调制器，用于调制激光，产生等频率间隔的多个激光波长；
所述IQ调制器，用于对多个激光波长进行光学独立边带调制，产生多波段载波抑制的光单边带信号；
所述波长选择开关，用于选出需要进行拍频的两路光源；
所述光电探测器，用于将两路光信号拍频产生矢量毫米波信号；
激光器的输出端与光相位调制器的光输入端用光纤连接，射频信号源的输出端与光相位调制器的电输入端用电缆相连；光相位调制器的输出端与IQ调制器的光输入端用光纤连接；第一数据源的输出端和第二数据源的输出端分别与IQ调制器中I路和Q路的电输入端用电缆连接；IQ调制器的输出端与波长选择开关的输入端用光缆相连；波长选择开关的输出端与光电探测器的输入端用光缆相连。
2.根据权利要求1所述的多频率矢量毫米波发生系统，其特征在于，其工作流程为：
由激光器生成激光，由射频信号源发出的射频信号驱动光相位调制器，由光相位调制器调制激光器生成的激光，产生等频率间隔的多个激光波长；在数字域产生两路电信号，对数字信号进行数模转换；经数模转换后的模拟信号驱动IQ调制器，IQ调制器对多个激光波长进行光学独立边带调制，产生抑制光载波的多个单边带光信号；由波长选择开关选出所需要的频率的两路光信号，光电探测器对两路光信号拍频，得到多频率单边带矢量毫米波信号。
3.根据权利要求2所述的多频率矢量毫米波发生系统，其特征在于，所述的射频信号，其频率为单频。
4.根据权利要求2所述的多频率矢量毫米波发生系统，其特征在于，所述的数字域产生的两路电信号，其频率为一正一负，其中一路电信号为正交幅度调制信号，另一路为射频信号。
5.根据权利要求1-4之一所述的多频率矢量毫米波发生系统，其特征在于，所述的波长选择开关通过对光波长的选择，使选择出的光信号的频率之差符合系统产生的矢量毫米波信号的频率。
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