高保真序列脉冲合成及远距离传输装置的制作方法

本发明属于序列脉冲传输，涉及一种高保真序列脉冲合成及远距离传输装置。

背景技术：

1、电脉冲信号可以为多个设备提供相同时间的参考信号或者同步触发信号，随着通信应用领域的快速扩展，大量精密通信系统需要同步信号来实现时间的相对同步，尤其在卫星通信、空间激光通信和量子通信等领域对同步信号的抖动要求很高。另外，相控阵雷达除传输激励信号、时钟信号和dds时钟信号等模拟信号外，还需要传输作为时间基准的脉冲信号，该脉冲信号作为雷达信号处理的基准要求具有陡峭的上升沿和下降沿以及极小的脉冲抖动。

2、对于高精度的大型激光器、通信系统、同步触发装置等的自动运行，由于装置空间分布广，因此，电同步触发信号需要远距离传输，即需要相互空间间隔的序列单次快、前沿低抖动的脉冲信号。该类脉冲信号是非常重要的、必不可少的触发信号，其作用是按照一系列严格时延去触发这类装置的相关单元按序自动运行。由于此类触发信号需求的特殊性、要求的尖端性和复杂性，对于高要求的电脉冲信号，往往需要其信号幅值具有大动态范围(2～l0v可调)、高上升下降沿(小于100ps)、低传输抖动(小于20ps)。目前，基于电器件的脉冲传输装置由于其带宽小、损耗大会导致电脉冲在传输过程中出现上升沿恶化以及引入额外抖动等问题，无法满足这类电脉冲信号的高保真远距离传输。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用光传输技术的高保真序列脉冲合成及远距离传输装置。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，其特征在于：包括

4、多个电光转换单元，用于将多路同步输入的电脉冲信号分别转换为光脉冲信号并进行传输延时；

5、波分复用器，用于将多个电光转换单元输出的光脉冲信号进行合路，形成序列光脉冲；

6、光纤放大器，用于对波分复用器合路输出的序列光脉冲进行放大；

7、光电探测器，所述光电探测器通过传输光纤与光纤放大器连接，用于对序列光脉冲进行光电转换后输出电序列脉冲。

8、进一步的，所述电光转换单元包括直调激光器、偏置点控制器和光纤延时器；所述直调激光器用于提供光源载波，并通过输入的电脉冲信号对光源载波进行调制得到相应的光脉冲信号；所述偏置点控制器用于控制直调激光器的偏置点；所述光纤延时器用于控制光脉冲信号的传输延时。

9、进一步的，所述直调激光器的工作频率带宽满足高上升沿、大脉宽的电脉冲信号电光调制要求。

10、进一步的，所述直调激光器的工作频率带宽为dc～18ghz。

11、进一步的，所述偏置点控制器控制直调激光器的工作偏置点保持在其发光阈值点处。

12、进一步的，各个电光转换单元的光纤延时器分别根据所需序列脉冲的时间间隔对其光脉冲信号进行延时，使各个电光转换单元的光脉冲信号之间形成序列延时差。

13、进一步的，所述光纤延时器的延时精度误差小于或等于±2ps。

14、进一步的，所述光电探测器的工作频率带宽与直调激光器的工作频率带宽相同，所述光电探测器的输入饱和光功率大于100mw。

15、进一步的，所述波分复用器为密集波分复用器，所述波分复用器的通道间隔为100g。

16、进一步的，所述光纤放大器的工作波长范围为1520nm～1580nm，所述光纤放大器的饱和增益大于20db。

17、本发明中，通过电光-光电转换，利用光传输技术在光传输链路中实现了对多路同步电脉冲信号的高保真序列合成远距离传输；采用直调激光器进行电脉冲信号调制，不需要额外的电光调制器和工作点偏置控制电路，减少了装置的成本和复杂性；采用了高精度的光纤延时技术，确保了序列脉冲间隔的高精度可控；装置的功能器件全部为光器件，避免了传统电器件在脉冲传输过程会导致上升沿恶化以及抖动恶化的问题；可作为共性支撑设备在雷达、电子对抗以及通信系统等工程中具有广泛应用前景。

技术特征：

1.一种高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，其特征在于：所述电光转换单元包括直调激光器、偏置点控制器和光纤延时器；所述直调激光器用于提供光源载波，并通过输入的电脉冲信号对光源载波进行调制得到相应的光脉冲信号；所述偏置点控制器用于控制直调激光器的偏置点；所述光纤延时器用于控制光脉冲信号的传输延时。

3.根据权利要求2所述的高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，其特征在于：所述直调激光器的工作频率带宽满足高上升沿、大脉宽的电脉冲信号电光调制要求。

4.根据权利要求2所述的高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，其特征在于：所述直调激光器的工作频率带宽为dc～18ghz。

5.根据权利要求2所述的高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，其特征在于：所述偏置点控制器控制直调激光器的工作偏置点保持在其发光阈值点处。

6.根据权利要求2所述的高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，其特征在于：各个电光转换单元的光纤延时器分别根据所需序列脉冲的时间间隔对其光脉冲信号进行延时，使各个电光转换单元的光脉冲信号之间形成序列延时差。

7.根据权利要求6所述的高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，其特征在于：所述光纤延时器的延时精度误差小于或等于±2ps。

8.根据权利要求2所述的高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，其特征在于：所述光电探测器的工作频率带宽与直调激光器的工作频率带宽相同，所述光电探测器的输入饱和光功率大于100mw。

9.根据权利要求1～8任一项所述的高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，其特征在于：所述波分复用器为密集波分复用器，所述波分复用器的通道间隔为100g。

10.根据权利要求1～8任一项所述的高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，其特征在于：所述光纤放大器的工作波长范围为1520nm～1580nm，所述光纤放大器的饱和增益大于20db。

技术总结
本发明涉及一种高保真序列脉冲合成及远距离传输装置，包括光纤延时器、波分复用器、光纤放大器、光电探测器和多个电光转换单元，多个电光转换单元用于将多路同步输入的电脉冲信号分别转换为光脉冲信号并进行传输延时；波分复用器用于将多路光脉冲信号合路形成序列光脉冲；光纤放大器用于对序列光脉冲进行放大；光电探测器通过传输光纤与光纤放大器连接，用于对序列光脉冲进行光电转换，输出电序列脉冲。本发明中，利用光传输技术在光传输链路中实现了对多路同步电脉冲信号的高保真序列合成远距离传输，装置的功能器件全部为光器件，避免了传统电器件在脉冲传输过程会导致上升沿恶化以及抖动恶化的问题；具有广泛的应用前景。

技术研发人员：庾财斌,于优,汤振华,瞿鹏飞,李波,孙力军
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14