专利名称：一种产生倍频毫米波的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤无线ROF(Radio-over-Fiber)通信系统技术领域，更具体地说，涉及一种产生倍频毫米波的方法和装置。
背景技术：
随着用户对多媒体等数据业务的需求日益增长，光纤无线通信必将朝着大容量、高速率方向发展，而毫米波ROF(Millimeter-wave Radio-over-Fiber)技术以其容量高、成本低以及适合组成微蜂窝或微微蜂窝系统(Pico-cell)等特点越来越受到关注，并成为下一代高速移动通信的候选方案之一。 ROF系统由中心站(Central Station,CS)、光纤链路和基站(BaseStation，BS)三部分构成。在中心站产生光毫米波，并将基带数据信号加载到光毫米波上，通过光纤发送至基站。在基站完成光电转换并通过天线发送出去，同时将基站接收到的无线信号通过电光转换变为光信号发送回中心站。在ROF系统中，各基站共享中心站的信号处理单元，这样减少了昂贵的信号处理单元的数量，从而简化了系统的复杂性。 由于光毫米波的生成技术直接关系到ROF系统的性价比，所以被广泛研究。目前已提出的光毫米波生成技术可概括为三种直接调制、外部强度调制和光外差技术。对于直接调制，由于半导体激光器和发光二极管具有驰豫震荡和频率啁啾特性，所以该技术只适用于低频系统；对于外部强度调制技术，由于采用了价格昂贵的高速调制器，所以成本较高；由于光外差技术能以较低的成本生成高品质的高频毫米波，因而自然成为了当前研究的热点。 光外差法是利用低频的射频源生成一对间距为所需毫米波频率的光相干纵模信号，然后将该信号接入光电二极管拍频即可实现毫米波的产生。 现有技术中有基于四波混频效应利用光外差法产生倍频毫米波的装置。然而由于四波混频(F丽)效应是一种非线性效应，当其应用在高非线性光纤或半导体光放大器(S0A)中来实现频率的加倍时，所得的毫米波的信噪比较低，相位噪声较高，即毫米波的品质较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种产生倍频毫米波的方法和装置，以便能够生成高品质的倍频毫米波。
本发明提供的一种产生倍频毫米波的方法，该方法包括 步骤A :通过强度调制器将射频信号调制到光波上，输出光载波和两个n阶光边带； 步骤B :通过强度调制器将基带信号加载到光载波上，从激光器锁定所述两个n阶光边带； 步骤C :将所述加载基带信号后的光载波和所述被锁定的两个n阶光边带进行四波混频，产生4n倍的射频信号频率的光载毫米波信号； 步骤D :将所述光载毫米波信号进行拍频，生成电毫米波信号。 优选地，所述步骤A具体包括分布反馈式激光器(DFB)产生一个光波，毫米波信
号源产生一个射频信号，所述光波和所述射频信号被送入强度调制器；调整所述强度调制
器的基准电压和调制指数，使调制后的输出保留光载波和两个n阶光边带；将所述光载波
和所述两个n阶光边带进行分离。 优选地，所述步骤B具体包括所述分离出来的光载波和基带信号一起经强度调制器调制，由所述强度调制器输出加载基带信号的光载波；所述从激光器锁定两个n阶光边带，滤除其他阶的光边带；所述两个n阶光边带和加载基带信号的光载波一起进入光环形器，由所述从激光器产生的信号加强所述两个n阶光边带。 优选地，所述步骤C具体包括将所述加载基带信号的光载波和所述锁定的两个n阶光边带进行耦合；将所述耦合后的光载波和两个n阶光边带送入四波混频介质进行四波混频；将所述四波混频后的信号经可调谐光滤波器滤出两个n阶光边带，经光纤布拉格光栅滤出光载波，得到4n倍的射频信号频率的光载毫米波信号。 优选地，所述步骤D具体包括所述光载毫米波信号经掺饵光纤放大器放大后由标准单模光纤传输至基站；所述放大后的光载毫米波信号经可调谐光滤波器滤除所述掺饵光纤放大器的自发辐射噪声；所述滤除噪声后的光载毫米波信号经光电二极管拍频，生成电毫米波信号。 优选地，所述两个n阶光边带为两个二阶光边带或两个四阶光边带。 优选地，所述从激光器为法布尔_帕罗激光器(FP-LD)、分布反馈式激光器(DFB)
或可调谐激光器(TLD)。 优选地，所述四波混频介质为半导体光放大器(SOA)或高非线性光纤(HNLF)。
本发明提供的一种产生倍频毫米波的装置，该装置包括调制模块、锁模模块、四波混频模块和拍频模块；其中，所述调制模块用来将射频信号调制到光波上，输出光载波和两个n阶光边带，所述调制模块还用来将基带信号加载到光载波上；所述锁模模块用来锁定所述两个n阶光边带；所述四波混频模块用来将所述加载基带信号的光载波和所述锁定的两个n阶光边带进行四波混频，生成4n倍的射频信号频率的光载毫米波信号；所述拍频模块用来对所述光载毫米波信号进行拍频，生成电毫米波信号。
优选地，所述调制模块具体包括信号产生单元、调制单元和分离单元。
优选地，所述锁模模块具体包括锁模单元和加强单元。
优选地，所述四波混频模块具体包括耦合单元、四波混频单元和滤波单元。 优选地，所述拍频模块具体包括放大单元、滤除噪声单元和拍频单元。 从上述的技术方案可以看出，本发明提供的一种产生倍频毫米波的方法和装置，
由于采用了注入锁模和四波混频相结合的技术，通过激光器的注入锁模，锁定的相干光双
纵模信号光信噪比与拍频后生成的毫米波电信号的信噪比均较高，相位噪声均较低，故能
够生成质量很好的倍频毫米波。
图1为本发明实施例提供的一种产生倍频毫米波的方法；
图2为本发明实施例提供的另一种产生倍频毫米波的方法；
图3为本发明实施例提供的一种产生倍频毫米波的装置；
图4为本发明实施例提供的另一种产生倍频毫米波的装置。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。 参考图l，为本发明提供的一种产生倍频毫米波的方法实施例l，本实施例具体可
以包括如下步骤 步骤101 :强度调制器将射频信号调制到光波上，输出光载波和两个二阶光边带。
在具体实现过程中，射频信号和光波首先被送入强度调制器。通过调整强度调制 器的基准电压和调制指数，使得输出的信号中只保留光载波和两个二阶光边带，偶阶光边 带中除两个二阶光边带外和所有奇阶光边带均被抑制。将所述输出的光载波和两个二阶光 边带进行分离。 按照本发明，还可以通过调整强度调制器的基准电压和调制指数，使得输出的信 号只保留光载波和两个四阶光边带，以便生成更高频率的毫米波信号，对此本发明并无特 别限制。
步骤102 :通过强度调制器将基带信号加载到光载波上。 分离后的光载波和基带信号一起被送入强度调制器，通过调整强度调制器使基带 信号加载于光载波上。
步骤103 :从激光器锁定所述两个二阶光边带。 本实施例中从激光器为法布尔_帕罗激光器(FP-LD)。调整法布尔_帕罗激光器 (FP-LD)的偏置电流，对所述两个二阶光边带进行锁定，具体包括通过调整法布尔_帕罗 激光器(FP-LD)的偏置电流，滤出除所述两个二阶光边带外的其余不必要的光边带，提高 了锁定的两个二阶光边带的光信噪比，同时降低了相位噪声；对所述两个二阶光边带进行 放大、加强，使得所述两个二阶光边带成为泵浦光。 当然，从激光器也可以是分布反馈式激光器(DFB)或可调谐激光器(TLD)，对此本 发明并无特别限制。 这里，步骤102和步骤103的顺序可以互换，本文并不作特别限制。 步骤104 :将所述加载基带信号的光载波和所述被锁定的两个二阶光边带进行四
波混频，产生八倍的射频信号频率的光载毫米波信号。 将所述两个二阶光边带即泵浦光和所述加载基带信号的光载波一起送入半导体 光放大器中，在所述半导体光放大器(S0A)中完成所述泵浦光和所述加载基带信号的光载 波的四波混频，生成八倍的射频信号频率的光载毫米波信号。 当然，所述半导体光放大器(S0A)也可以由高非线性光纤(HNLF)来代替，对此本 发明并无特别限制。 步骤105 :将所述光载毫米波信号进行拍频，生成电毫米波信号。
所述光载毫米波信号经光纤链路传输至基站，经过光电二极管进行拍频，生成电 毫米波信号。所述生成的电毫米波信号的信噪比也有所提高，相位噪声相应地降低了。
如果需要恢复基带信号，只需将生成的电毫米波信号和毫米波本振进行混频，然后将混频后的信号经低通滤波器进行滤除高频信号即可获得基带信号。 从上面的实施例可以看出，本发明采用了注入锁模和四波混频相结合的技术来产 生倍频毫米波，通过法布尔-帕罗激光器(FP-LD)注入锁模，锁定两个二阶光边带，并滤除 其他不必要的光边带，所述锁定的两个二阶光边带的光信噪比和拍频后产生的电毫米波信 号的信噪比均得到了提高，相应地相位噪声均降低了，因此，生成的电毫米波的信号质量较 好。 参考图2，为本发明提供的另一种产生倍频毫米波的方法实施例2，本实施例具体 可以包括如下步骤 步骤201 :分布反馈式激光器(DFB)产生一个光波，毫米波信号源产生一个射频信 号，所述光波和所述射频信号被送入强度调制器。 由分布反馈式激光器(DFB)产生一个光波，所述光波被送至强度调制器；与此同 时，由毫米波信号源产生一个频率为5GHz的射频信号，所述频率为5GHz的射频信号也被送 至强度调制器。 步骤202 :调整所述强度调制器的基准电压和调制指数，使输出光载波和两个二 阶光边带。 步骤201中产生的光波和频率为5GHz的射频信号被送至强度调制器，通过调整 所述强度调制器的基准电压和调制指数，抑制混合信号中的奇阶光边带和大部分偶阶光边 带，使得输出的信号中只有光载波和两个二阶光边带。 当然，也可以调整所述强度调制器的基准电压和调制指数，使得输出的信号中只 保留光载波和两个四阶光边带，这样能够产生更高频率的毫米波信号，对此本发明并无特 别限制。 步骤203 :将所述光载波和所述两个二阶光边带进行分离。 由所述强度调制器输出的光载波和两个二阶光边带，经由光学交错梳状滤波器进 行过滤，使得所述光载波和所述两个二阶光边带进行分离。 步骤204 :所述分离出来的光载波和基带信号一起经强度调制器调制，由所述强 度调制器输出加载基带信号的光载波。 由光学交错梳状滤波器分离出来的光载波被送入强度调制器，与此同时，基带信 号也被送入强度调制器，通过调整强度调制器的基准电压和调制指数，将所述基带信号加 载于光载波上。 步骤205 :所述从激光器锁定两个二阶光边带，滤除其他阶的光边带。 本实施例中从激光器为法布尔_帕罗激光器(FP-LD)。通过调整法布尔_帕罗激
光器(FP-LD)的偏置电流，对所述两个二阶光边带进行锁定，使得所述两个二阶光边带与
光载波的频率间隔分别为10GHz，与此同时，滤出除所述两个二阶光边带外的其余不必要的
光边带，以期降低所述两个二阶光边带的相位噪声，提高所述两个二阶光边带的光信噪比。 当然，所述从激光器还可以由分布反馈式激光器(DFB)或可调谐激光器(TLD)来代替。 这里，步骤204和步骤205的顺序也可以互换。 步骤206 :所述两个二阶光边带和从激光器产生的信号一起进入光环形器，由所 述从激光器产生的信号加强所述两个二阶光边带。
由光学交错梳状滤波器分离出来的两个二阶光边带被送入光环形器，与此同时，
法布尔-帕罗激光器(FP-LD)产生的信号也被送入光环形器，所述两个二阶光边带在激光
器产生的信号的作用下被放大并加强，使得所述两个二阶光边带成为泵浦光。 除此之外，通过锁定所述两个二阶光边带还可以提高激光器的直调带宽，本实施
例中提高了 _3dB的直调带宽。 步骤207 :将所述加载基带信号的光载波和所述被锁定的两个二阶光边带进行耦合。 所述加载基带信号的光载波和所述被锁定的两个二阶光边带即泵浦光均被送入 光耦合器进行耦合。 步骤208 :将所述耦合后的光载波和所述两个二阶光边带送入四波混频介质进行 四波混频。 由光耦合器输出的耦合了的光载波和泵浦光被送入四波混频介质中，本实施例中
所述四波混频介质为半导体光放大器(SOA)，在半导体光放大器(SOA)中实现四波混频。当
然，所述半导体光放大器(SOA)也可以由高非线性光纤(HNLF)来代替。 步骤209 :所述四波混频后的信号经可调谐光滤波器滤出两个二阶光边带，经光
纤布拉格光栅滤出光载波，得到八倍的射频信号频率的光载毫米波信号。 由半导体光放大器(S0A)输出的四波混频后的信号首先经由可调谐光滤波器滤
出泵浦光，即所述两个二阶光边带；然后再依次经过光环形器和光学布拉格光栅将光载波 滤出，进而得到八倍于射频信号频率的光载毫米波信号，即40GHz的光载毫米波信号。
步骤210 :所述光载毫米波信号经掺饵光纤放大器放大后由标准单模光纤传输至基站。 步骤209中生成的频率为40GHz的光载毫米波信号经由掺饵光纤放大器进行放
大，所述放大后的光载毫米波信号经光纤链路被传输至基站。本实施例中所述光纤链路为 标准单模光纤。 步骤211 :所述放大后的光载毫米波信号经可调谐光滤波器滤除所述掺饵光纤放 大器的自发辐射噪声。 由于掺饵光纤放大器本身会产生自发辐射噪声，故从掺饵光纤放大器输出的光载 毫米波信号需经可调谐光滤波器滤除其所携带的辐射噪声，进而减小光载毫米波信号的相 位噪声，提高了光载毫米波信号的质量。 步骤212 :所述滤除噪声后的光载毫米波信号经光电二极管拍频，生成电毫米波 信号。 由可调谐光滤波器输出的光载毫米波信号被送入光电二极管，在光电二极管内完 成拍频，生成40GHz的电毫米波信号。所述生成的电毫米波信号的信噪比也比较高，相位噪 声低，质量较好。 本发明采用注入锁模和四波混频相结合来产生倍频毫米波，进而来传送基带信 号。通过调整强度调制器的偏置点和法布尔-帕罗激光器(FP-LD)的偏置电流，选择法布 尔-帕罗激光器(FP-LD)的光边带进行注入锁模，锁定两个二阶光边带，滤除其他不必要的 光边带，使得产生的毫米波信号的信噪比有所提高，相位噪声有所降低，因此，生成的毫米 波信号的质量较好。
8入锁模还可以提高激光器的直调带宽，其在基带信号光学上变频和上行 信号光学下变频等方面都有很高的应用价值。除此之外，本发明利用较低频率的毫米波信 号源生成了高频的毫米波，所以能有效地降低系统对毫米波本振源的频率要求，降低光调 制器的带宽要求，因此能够降低系统造价，节省成本。 参考图3，为本发明提供的一种产生倍频毫米波的装置实施例l，本实施例中所述
装置具体包括调制模块301、锁模模块302、四波混频模块303和拍频模块304。 其中，所述调制模块301用来将射频信号调制到光波上，输出光载波和两个二阶
光边带，所述调制模块还用来将基带信号加载到光载波上。 在具体实现过程中，调制模块301首先接收进入其内的光波和射频信号。所述调 制模块301通过调整基准电压和调制指数，将射频信号调制到光波上，并使输出的信号中 只保留光载波和两个二阶光边带，偶阶光边带中除两个二阶光边带外和所有奇阶光边带均 被抑制。所述调制模块301还用来接收光载波和基带信号，并把基带信号加载于光载波上， 输出加载基带信号的光载波。 按照本发明，所述调制模块301还可以通过调整基准电压和调制指数，使得输出 的信号只保留光载波和两个四阶光边带，以便生成更高频率的毫米波信号，对此本发明并 无特别限制。 所述锁模模块302用来锁定所述两个二阶光边带。 所述锁模模块302首先锁定所述两个二阶光边带，使得所述两个二阶光边带分别 和光载波有相等的频率间隔。然后通过其本身发射的信号和所述两个二阶光边带进行作 用，以便加强所述两个二阶光边带，使得所述两个二阶光边带成为泵浦光。所述锁模模块 302还能够滤出除所述两个二阶光边带外的其余不必要的光边带，提高了锁定的两个二阶 光边带的光信噪比，同时降低了相位噪声。 所述四波混频模块303用来将所述加载基带信号的光载波和所述锁定的两个二 阶光边带进行四波混频，生成八倍的射频信号频率的光载毫米波信号； 四波混频模块303首先接收进入其内的两个二阶光边带即泵浦光和加载基带信
号的光载波，所述四波混频模块303将所述泵浦光和所述加载基带信号的光载波进行四波
混频，然后滤出泵浦光和光载波，生成八倍的射频信号频率的光载毫米波信号。 所述拍频模块304用来对所述光载毫米波信号进行拍频，生成电毫米波信号。 所述拍频模块304首先接收由光纤链路传输过来的光载毫米波信号，然后对所述
光载毫米波信号进行拍频，生成电毫米波信号。所述生成的电毫米波信号的信噪比较高，相
位噪声较低，即电毫米波的信号质量很好。 从上面的实施例可以看出，本发明采用了注入锁模和四波混频相结合的技术来产 生倍频毫米波，通过锁模模块302来锁定两个二阶光边带，并滤除其他不必要的光边带，所 述锁定的两个二阶光边带的光信噪比和拍频后产生的电毫米波信号的信噪比均得到了提 高，相应地相位噪声均降低了，因此，生成的电毫米波的信号质量较好。 参考图4，为本发明提供的另一种产生倍频毫米波的装置实施例2，本实施例中所 述装置具体包括信号产生单元401、调制单元402、分离单元403、锁模单元404、加强单元 405、耦合单元406、四波混频单元407、滤波单元408、放大单元409、滤除噪声单元410和拍 频单元411。
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本实施例中通过信号产生单元401 、调制单元402和分离单元403三个单元来实现 调制模块301的功能的。 所述信号产生单元401用来产生光波和射频信号。 本实施例中，所述信号产生单元401包括分布反馈式激光器(DFB)和毫米波信号 源，所述分布反馈式激光器(DFB)产生一个光波并将所述光波送入调制单元402，所述毫米 波信号源产生一个频率为5GHz的射频信号并将所述频率为5GHz的射频信号送入调制单元 402。 所述调制单元402用来调整基准电压和调制指数，输出光载波和两个二阶光边 带。 所述调制单元402为强度调制器。所述强度调制器接收由信号产生单元401发送
的光波和频率为5GHz的射频信号，通过调整基准电压和调制指数，抑制混合信号中的奇阶
光边带和大部分偶阶光边带，使得输出的信号中只有光载波和两个二阶光边带。 当然，所述强度调制器也可以通过调整基准电压和调制指数，使得输出的信号中
只保留光载波和两个四阶光边带，这样能够产生更高频率的毫米波信号，对此本发明并无
特别限制。 所述分离单元403用来将光载波和所述两个二阶光边带进行分离。 所述分离单元403为光学交错梳状滤波器。所述光学交错梳状滤波器接收由所述
强度调制器输出的光载波和两个二阶光边带，将所述光载波和所述两个二阶光边带进行分
离并输出。 所述调制单元402还用来将基带信号加载于光载波上 由光学交错梳状滤波器分离输出的光载波被送入调制单元402，与此同时，基带信 号也被送入调制单元402，通过调整强度调制器的基准电压和调制指数，调制单元402将所 述基带信号加载于光载波上并输出。 本实施例中通过锁模单元404和加强单元405两个单元来实现锁模模块302的功 能的。 所述锁模单元404用来锁定两个二阶光边带，滤除其他阶的光边带。 本实施例中所述锁模单元404为法布尔_帕罗激光器(FP-LD)。通过调整法布
尔-帕罗激光器(FP-LD)的偏置电流，将所述两个二阶光边带进行锁定，使得所述两个二阶
光边带与光载波的频率间隔分别为lOGHz，与此同时，滤出除所述两个二阶光边带外的其余
不必要的光边带，以期降低所述两个二阶光边带的相位噪声，提高所述两个二阶光边带的
光信噪比。 当然，所述锁模单元404还可以由分布反馈式激光器(DFB)或可调谐激光器(TLD) 来代替。 所述加强单元405用来加强所述两个二阶光边带。 所述加强单元405为光环形器。由光学交错梳状滤波器分离输出的两个二阶光边 带被送入光环形器，与此同时，法布尔-帕罗激光器(FP-LD)产生的信号也被送入光环形 器，所述两个二阶光边带在从激光器产生的信号的作用下被放大并加强，使得所述两个二 阶光边带成为泵浦光。 本实施例中通过耦合单元406、四波混频单元407和滤波单元408三个单元来实现四波混频模块303的功能的。 所述耦合单元406用来对加载基带信号的光载波和锁定的两个二阶光边带进行
親合o 所述耦合单元406为光耦合器。所述加载基带信号的光载波和所述锁定的两个二 阶光边带即泵浦光均被送入光耦合器进行耦合。 所述四波混频单元407用来对耦合后的光载波和两个二阶光边带进行四波混频。
本实施例中所述四波混频单元407为半导体光放大器(SOA)。由光耦合器输出的 耦合了的光载波和泵浦光被送入半导体光放大器(SOA)，在半导体光放大器(SOA)中实现 四波混频。当然，所述半导体光放大器(SOA)也可以由高非线性光纤(HNLF)来代替。
所述滤波单元408用来滤除所述光载波和所述两个二阶光边带。
所述滤波单元408包括可调谐光滤波器、光环形器和光纤布拉格光栅。由半导体 光放大器(SOA)输出的四波混频后的信号首先经由可调谐光滤波器滤出泵浦光，即所述两 个二阶光边带；然后再依次经过光环形器和光学布拉格光栅，滤出光载波，进而得到八倍于 射频信号频率的光载毫米波信号，即40GHz的光载毫米波信号。 本实施例中通过放大单元409、滤除噪声单元410和拍频单元411三个单元来实现 拍频模块304的功能的。 所述放大单元409用来放大光载毫米波信号。 所述放大单元409为掺饵光纤放大器。由滤波单元408输出的频率为40GHz的光 载毫米波信号传输至掺饵光纤放大器，所述掺饵光纤放大器对所述光载毫米波信号进行放 大并输出。由掺饵光纤放大器输出的放大的光载毫米波信号经光纤链路被传输至基站。本 实施例中所述光纤链路为标准单模光纤。 所述滤除噪声单元410用来滤除所述放大单元409产生的自发辐射噪声。 所述滤除噪声单元410为可调谐光滤波器。由于掺饵光纤放大器本身会产生自发
辐射噪声，故从掺饵光纤放大器输出的光载毫米波信号被送入滤除噪声单元410，由可调谐
光滤波器滤除光载毫米波信号中所携带的辐射噪声，减小了光载毫米波信号的相位噪声，
提高了光载毫米波信号的质量。 所述拍频单元411用来将光载毫米波信号转换成电毫米波信号。 所述拍频单元411为光电二极管。由可调谐光滤波器输出的光载毫米波信号被送
入拍频单元411，在光电二极管内完成拍频，生成40GHz的电毫米波信号。所述生成的电毫
米波信号的信噪比较高，相位噪声低，质量较好。 本发明采用注入锁模和四波混频相结合来产生倍频毫米波，进而来传送基带信 号。通过调整强度调制器的偏置点和法布尔-帕罗激光器(FP-LD)的偏置电流，选择法布 尔-帕罗激光器(FP-LD)的光边带进行注入锁模，锁定两个二阶光边带，滤除其他不必要的 光边带，使得产生的毫米波信号的信噪比有所提高，相位噪声有所降低，因此，生成的毫米 波信号的质量较好。 而且，注入锁模还可以提高激光器的直调带宽，其在基带信号光学上变频和上行 信号光学下变频等方面都有很高的应用价值。除此之外，本发明利用较低频率的毫米波信 号源生成了高频的毫米波信号，所以能有效地降低系统对毫米波本振源的频率要求，降低 光调制器的带宽要求，因此能够降低系统造价，节省成本。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个......"限定的要素，并不排
除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实
施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件
说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以
不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的
需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不
付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。 以上所述仅是本发明的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
1权利要求
一种产生倍频毫米波的方法，其特征在于，包括以下步骤步骤A通过强度调制器将射频信号调制到光波上，输出光载波和两个n阶光边带；步骤B通过强度调制器将基带信号加载到光载波上，从激光器锁定所述两个n阶光边带；步骤C将所述加载基带信号的光载波和所述被锁定的两个n阶光边带进行四波混频，产生4n倍的射频信号频率的光载毫米波信号；步骤D将所述光载毫米波信号进行拍频，生成电毫米波信号。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括如下步骤分布反馈式激光器DFB产生一个光波，毫米波信号源产生一个射频信号，所述光波和所述射频信号被送入强度调制器；调整所述强度调制器的基准电压和调制指数，使调制后的输出保留光载波和两个n阶光边带；将所述光载波和所述两个n阶光边带进行分离。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括如下步骤所述分离出来的光载波和基带信号一起经强度调制器调制，由所述强度调制器输出加载基带信号的光载波；所述从激光器锁定两个n阶光边带，滤除其他阶的光边带；所述两个n阶光边带和从激光器产生的信号一起进入光环形器，由所述从激光器产生的信号加强所述两个n阶光边带。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括如下步骤将所述加载基带信号的光载波和所述锁定的两个n阶光边带进行耦合；将所述耦合后的光载波和两个n阶光边带送入四波混频介质进行四波混频；所述四波混频后的信号经可调谐光滤波器滤出两个n阶光边带，经光纤布拉格光栅滤出光载波，得到4n倍的射频信号频率的光载毫米波信号。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D包括如下步骤所述光载毫米波信号经掺饵光纤放大器放大后由标准单模光纤传输至基站；所述放大后的光载毫米波信号经可调谐光滤波器滤除所述掺饵光纤放大器的自发辐射噪声；所述滤除噪声后的光载毫米波信号经光电二极管拍频，生成电毫米波信号。
6. 根据权利要求1 5任一项所述的方法，其特征在于，所述两个n阶光边带为两个二阶光边带或两个四阶光边带。
7. 根据权利要求1 5任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤B中的从激光器为法布尔_帕罗激光器FP-LD、 DFB或可调谐激光器TLD。
8. 根据权利要求1 5任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤C中的四波混频介质为半导体光放大器SOA或高非线性光纤HNLF。
9. 一种产生倍频毫米波的装置，其特征在于，包括调制模块、锁模模块、四波混频模块和拍频模块；其中，所述调制模块用来将射频信号调制到光波上，输出光载波和两个n阶光边带，所述调制模块还用来将基带信号加载到光载波上；所述锁模模块用来锁定所述两个n阶光边带；所述四波混频模块用来将所述加载基带信号的光载波和所述锁定的两个n阶光边带进行四波混频，生成4n倍的射频信号频率的光载毫米波信号；所述拍频模块用来对所述光载毫米波信号进行拍频，生成电毫米波信号。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述调制模块具体包括信号产生单元、调制单元和分离单元；所述锁模模块具体包括锁模单元和加强单元；所述四波混频模块具体包括耦合单元、四波混频单元和滤波单元；所述拍频模块具体包括放大单元、滤除噪声单元和拍频单元。
全文摘要
本发明实施例公开了一种产生倍频毫米波的方法和装置。所述方法包括如下步骤强度调制器将射频信号调制到光波上，输出光载波和两个n阶光边带，将光载波和两个n阶光边带进行分离；再通过强度调制器将基带信号加载到光载波上；从激光器锁定所述两个n阶光边带；将所述加载基带数据后的光载波和所述被锁定的两个n阶光边带进行四波混频，产生4n倍的射频信号频率的光载毫米波信号；将所述光载毫米波信号进行拍频，生成电毫米波信号。所述装置包括调制模块、锁模模块、四波混频模块和拍频模块。本发明提供的一种产生倍频毫米波的方法和装置，能够利用较低的射频源产生高频率、高品质的毫米波信号。
文档编号H04B10/12GK101789826SQ20091024457
公开日2010年7月28日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者余建国, 张明, 龚珉杰 申请人:北京北方烽火科技有限公司