基于相干微波光子的宽带射频信号复制装置和方法与流程

本发明属于微波光子，尤其涉及基于相干微波光子的宽带射频信号复制装置和方法。

背景技术：

1、当前传统的对射频信号复制的实现方式主要是利用数字采集存储的方式实现。具体为，首先利用高速模数转换（adc）的方式将输入射频信号进行高速采集转化成数字信号，并利用存储设备进行量化后的数据存储，然后再利用高速数模转换（dac）将数字信号还原成射频信号发送，从而实现对输入的射频信号多次复制。

2、但采用以上数字方法实现宽带射频信号复制的方式，受限于adc、dac的量化位数、采集速率、处理带宽、以及存储速率等因素，无法实现对射频信号的低延时、高保真的复制。同时，对于超宽带射频信号的复制，需要消耗极大的软件和硬件资源，也存在多个处理核同步的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了基于相干微波光子的宽带射频信号复制装置和方法,基于微波光子的方法，实现了对宽带射频信号的高保真、低噪声、低延时、大带宽的复制，从而突破了传统数字方法处理的瓶颈，同时实现了对复制信号延时时间和幅度的调节。

2、本发明目的通过下述技术方案来实现：

3、一种基于相干微波光子的宽带射频信号复制装置，包括射频输入端和射频输出端，所述装置还包括：

4、电光转换单元，所述电光转换单元包括双平行调制器、激光器和第一光分路器，所述激光器连接所述第一光分路器，所述第一光分路器的一路输出端和所述射频输入端分别与所述双平行调制器连接；

5、信号复制单元，所述信号复制单元包括光合波器、可调光延时器、第二光分路器和第一光放大器，所述光合波器分别连接所述电光转换单元的双平行调制器和所述第二光分路器，所述第一光放大器分别连接所述光合波器和所述第二光分路器的一路输出端；

6、增益调节单元，所述增益调节单元包括第二光放大器和可调光衰减器，所述第二光放大器分别连接所述可调光衰减器和所述第一光分路器的一路输出端；

7、光电转换单元，所述光电转换单元包括光混频器和平衡探测器，所述光混频器分别连接所述平衡探测器和所述第二光分路器的一路输出端，所述平衡探测器连接所述射频输出端。

8、进一步的，所述双平行调制器的偏压控制方式为载波抑制单边带方式。

9、进一步的，所述射频输入端通过输入微波通道与所述双平行调制器连接，所述输入微波通道包括微波放大器、检波器和可调微波滤波器。

10、进一步的，所述射频输出端通过输出微波通道与所述平衡探测器连接，所述输出微波通道包括微波放大器、检波器和可调微波滤波器。

11、进一步的，所述第一光放大器和所述第二光放大器包括掺饵光纤放大器。

12、进一步的，所述平衡探测器包括半导体探测器。

13、另一方面，本发明还提供了一种基于相干微波光子的宽带射频信号复制方法，所述方法采用前述任一种的装置实现，所述方法包括：

14、电光转换单元响应于接收到的射频输入信号和光信号，利用微波光子的宽带特性将所述射频输入信号转换为光载射频信号，将所述光信号转换为射频光载波信号和本振光信号；

15、按照需求利用信号复制单元对所述光载射频信号进行延时调节和反馈放大形成复制光载射频信号，按照需求利用增益调节单元对所述本振光信号进行幅度调节；

16、利用光电转换单元将调节后的本振光信号与复制光载射频信号进行合成后转换为射频输出信号。

17、进一步的，所述方法还包括对输入射频信号检波，并针对输入射频信号的频率进行选频。

18、进一步的，所述方法还包括对输出射频信号检波，并针对输出射频信号的频率进行选频。

19、本发明的有益效果在于：

20、本发明利用微波光子的宽带特性直接将射频信号转换成光载射频信号，并结合可调光延时器实现了对光载射频信号的可调延时和复制，再利用探测器将光载射频信号转换成射频信号。与传统方案采用数字处理的方式对比，本发明具有低延时、低噪声、高输出功率、高保真和大射频带宽的特性，同时可以实现复制信号延时时间和幅度的调节。

技术特征：

1.一种基于相干微波光子的宽带射频信号复制装置，包括射频输入端和射频输出端，其特征在于，所述装置还包括：

2.如权利要求1所述的基于相干微波光子的宽带射频信号复制装置，其特征在于，所述双平行调制器的偏压控制方式为载波抑制单边带方式。

3.如权利要求1所述的基于相干微波光子的宽带射频信号复制装置，其特征在于，所述射频输入端通过输入微波通道与所述双平行调制器连接，所述输入微波通道包括微波放大器、检波器和可调微波滤波器。

4.如权利要求1所述的基于相干微波光子的宽带射频信号复制装置，其特征在于，所述射频输出端通过输出微波通道与所述平衡探测器连接，所述输出微波通道包括微波放大器、检波器和可调微波滤波器。

5.如权利要求1所述的基于相干微波光子的宽带射频信号复制装置，其特征在于，所述第一光放大器和所述第二光放大器包括掺饵光纤放大器。

6.如权利要求1所述的基于相干微波光子的宽带射频信号复制装置，其特征在于，所述平衡探测器包括半导体探测器。

7.一种基于相干微波光子的宽带射频信号复制方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-6任一所述的装置实现，所述方法包括：

8.如权利要求7所述的基于相干微波光子的宽带射频信号复制方法，其特征在于，所述方法还包括对输入射频信号检波，并针对输入射频信号的频率进行选频。

9.如权利要求7所述的基于相干微波光子的宽带射频信号复制方法，其特征在于，所述方法还包括对输出射频信号检波，并针对输出射频信号的频率进行选频。

技术总结
本发明公开了基于相干微波光子的宽带射频信号复制装置和方法，该装置包括射频输入端和射频输出端，该装置还包括电光转换单元、信号复制单元、增益调节单元和光电转换单元。本发明具有实现高保真、低噪声、低延时、大带宽射频信号复制的技术优势，同时可以实现复制信号延时时间间隔和复制信号幅度的调节。

技术研发人员：吴嘉诚,吕晓萌,陈安军,周旭,李希斌,陈少勇,蔚增禧,尹程,张志炜
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十九研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12