一种基于dpmzm的微波光子三阶交调完全抑制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种微波光子三阶交调完全抑制系统，特别是一种基于DPMZM的微波 光子三阶交调完全抑制系统，属于微波光子技术领域。
【背景技术】
[0002] 微波光子技术越来越广泛的用于诸如射频电信号生成、遥控、电子战系统和卫星 通信等领域。随着我国卫星通信技术的发展，微波光子通信系统正向更大容量、更多星上处 理功能、更强抗干扰能力方向发展，这些均需满足高带宽、大动态范围等要求。集成微波通 信宽覆盖、高灵活性与光传输低损耗、大带宽优势的微波光子通信技术，可将宽带射频电信 号调制到光域上进行传输与处理，打破电子技术瓶颈制约，在实现大容量、多处理、强抗干 扰通信的同时，有效降低有效载荷体积、重量、功耗。
[0003] 微波光子通信系统的动态范围为使信号输出功率大于系统噪声功率，三阶交调失 真功率小于系统噪声功率的射频电信号输入功率范围。动态范围的低端为噪声所限，高端 为非线性所限，为了实现大动态范围，系统需要具有低的噪声和高的线性度，而高线性度的 实现与三阶交调的抑制能力息息相关。
[0004] 在宽带微波光子通信中，电光外调制技术具有大带宽、大动态范围、高可靠等优 点，具有很好的有应用前景。其中，马赫曾德尔调制器（MZM)因其高速、高消光比、应用广 泛，是目前使用最多的电光调制器。当宽带微波信号经电光调制后，输出的微波光子信号频 率成分除了基频以外，还包括高次谐波和交调信号等非线性效应成分。位于系统通带内的 三阶交调干扰与信号频率最近，很难用滤波器滤除，是制约系统性能的最主要因素，因此必 须对三阶交调干扰进行有效抑制甚至完全抑制。单个MZM没有可利用的抑制三阶交调的偏 置点，不能有效抑制三阶交调，需要采取其它手段进行三阶交调的抑制。现有三阶交调抑制 技术主要有：设置在正交偏置点双电级MZM与相干探测方式的结合、级联MZM、并联MZM以 及混合偏振MZM等多种方式。随着商用化DPMZM(双平行并联MZM)的出现，研宄基于DPMZM 的微波光子线性化成为近来研宄的热点。其中，在R.Fetterman团队基于DPMZM宽带线性化 相干微波光子链路技术方案中，通过采用双边带载波抑制调制方式的DPMZM结合平衡探测 实现微波光子链路的宽带线性化。改变输入和输出DPMZM两分路光信号功率比以及两分路 射频电信号功率比，使得上下两分路中产生的三阶交调干扰相互抵消。该方法需要对DPMZM 两分路光信号功率进行严格的控制，同时结合平衡探测方式完成，实现复杂度高。
[0005] 在中国专利"一种基于双驱动DPMZM的微波光子宽带线性化方法"（专利号：CN201210499691. 5)技术方案中，采用使DPMZM上行MZM工作在具有上边带单边带调制方 式，使DPMZM下行MZM工作在具有下边带单边带调制方式，并保证上下行MZM的两种调制方 式具有严格的对称关系的方法，来实现三阶交调的抑制。该方法需要结合多组具有±90度 移相功能的射频移相器，完成对DPMZM上下行子调制器严格对称的单边带调制，同时需要 进行直流偏置点高精度控制，其操作复杂，实现难度大。此外，单边带调制过程中所携带的 光载波信号降低有用信号增益及链路稳定性。
【发明内容】
[0006] 本发明解决的技术问题是：针对宽带微波光子通信高带宽、大动态范围发展需求， 给出一种基于DPMZM的微波光子三阶交调完全抑制系统，采用相位控制单元，使加载到双 驱动DPMZM四个驱动电极上的四路射频电信号具有固定的相位差，结合直流偏置控制单元 对DPMZM的上行MZM、下行MZM和主调制器进行直流偏置点控制，利用两个180度移相器实 现四路射频信号间的相位差控制，实现了宽带微波光子通信链路的三阶交调完全抑制，具 有设计复杂度低、实现简单、稳定性高、重复性良好的特点，可解决宽带微波光子通信高线 性化需求，保证宽带微波光子通信系统的高带宽、大动态范围。
[0007] 本发明的技术解决方案是：一种基于DPMZM的微波光子三阶交调完全抑制系统， 包括：微波源、相位控制模块、偏置控制模块、激光器、DPMZM和光电探测器；
[0008] 所述微波源向相位控制模块发送两路射频电信号；
[0009] 所述相位控制模块接收微波源发出的两路射频电信号，对射频电信号进行相位控 制与信号合成后，输出四路具有固定相位关系的射频电信号，加载到DPMZM四个驱动电极 上；
[0010] 所述偏置控制模块为DPMZM提供不同的直流电压，对DPMZM的直流偏置点进行控 制；
[0011] 所述激光器发出光载波信号送至DPMZM光输入端口；
[0012] 所述DPMZM通过射频端口接收相位控制模块输出的射频电信号，通过光输入端口 接收偏置控制模块输出的直流偏置控制电压和激光器输出的光载波信号，将接收的射频电 信号调制到光载波上后输出给光电探测器；
[0013] 所述光电探测器接收DPMZM发送的调制信号，并完成基于平方率检波方式的光电 转换，恢复电信号。
[0014] 所述微波源输出的两路射频电信号幅度值相等，频率不同。
[0015] 所述DPMZM包括上行MZM、下行MZM和主调制器；
[0016] 所述上行MZM和下行MZM分别利用单MZM电光调制效应对输入的射频电信号进行 电光调制；
[0017] 所述主调制器控制上行MZM输出的光信号与下行MZM输出的光信号相加或相减 后，由DPMZM光输出端口送至光电探测器。
[0018] 所述相位控制模块包括第一电分路器、第二电分路器、第三电分路器、第四电分路 器、第一电移相器、第二电移相器、第一电合路器和第二电合路器，其中：
[0019] 所述第一电分路器将微波源发出的一路射频电信号分成两路，并将分路后的射频 电信号分别发送给第一电合路器和第二电合路器，所述第二电分路器将微波源发出的另一 路射频电信号分成两路，并将分路后的射频电信号分别发送给第一电合路器和第一电移相 器；
[0020] 第一电合路器将第一电分路器和第二电分路器输出的射频电信号进行合路后输 出给第三电分路器；第一电移相器对接收到的射频电信号进行移相后输出给第二电合路 器；
[0021 ] 第三电分路器将第一电合路器输出的射频电信号分成两路，并将分路后的射频电 信号分别发送给第二电移相器和DPMZM的上行MZM的一个驱动电机；
[0022] 第二电合路器接收到的射频电信号进行合路后输出给第四电分路器；第四电分路 器将第二电合路器输出的射频电信号分成两路后分别输出给DPMZM下行MZM的两个驱动电 极；
[0023] 第二电移相器对接收到的射频电信号进行移相后输出给DPMZM上行MZM的一个驱 动电极。
[0024] 所述偏置控制模块包括：第一直流电源模块、第二直流电源模块、第三直流电源模 块；
[0025] 所述第一直流电源模块控制DPMZM上行MZM的直流偏置工作点；第二直流电源模 块控制DPZMZ下行MZM的直流偏置工作点；第三直流电源模块控制DPMZM的主调制器工作 点。
[0026] 所述第二电移相器和第一电移相器均为180度移相器。
[0027] 所述第一直流电源模块控制上行MZM工作在最小偏置点，使得上行MZM工作在载 波抑制调制方式；第二直流电源模块控制下行子MZM工作在正交偏置点，使得下行MZM工作 在正交调制方式；第三直流电源模块控制DPMZM的主调制器工作在零点，使得DPMZM输出光 信号为上行MZM输出光信号与下行MZM输出光信号的和。
[0028] 本发明与现有技术相比的优点在于：
[0029] (1)与已有的微波光子三阶交调抑制技术相比，本发明采用相位控制单元，使加载 到双驱动DPMZM四个驱动电极上的四路射频电信号具有固定的相位差，结合直流偏置控制 单元对DPMZM的上行MZM、下行MZM和主调制器进行直流偏置点控制，使上行MZM工作在载 波抑制调制方式，下行MZM工作在正交调制方式，主调制器工