專利名稱：一種利用光載波布里淵處理的頻響均衡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及射頻光纖通信領(lǐng)域，尤其涉及一種利用光載波布里淵處理的頻響均衡裝置。
背景技術(shù)：
采用光纖鏈路在中心控制站和分布式基站間傳輸微波信號，具有高帶寬、輕重量、 小體積和強(qiáng)抗電磁干擾能力等優(yōu)點(diǎn)，正成為超寬帶高速率移動通信、超寬帶無線接入等系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。通常我們采用兩種調(diào)制器將微波信號調(diào)制到光載波上強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器。強(qiáng)度調(diào)制器的線性調(diào)制區(qū)域較窄，光載波調(diào)制深度較小，而且需要偏置電路提供直流偏置電壓。在實(shí)際工作時，直流偏置點(diǎn)會因工作溫度、鈮酸鋰晶體的熱釋電引起的表面電荷遷移以及存在SiO2緩沖層而發(fā)生漂移，從而使得鏈路性能發(fā)生變化。因此需要一個復(fù)雜電路來解決直流偏置點(diǎn)的漂移問題。相位調(diào)制器不需要直流偏置，插入損耗低，而且調(diào)制信號與光相位的線性度好，因此近年來相位調(diào)制器的應(yīng)用越來越廣泛。但是微波信號經(jīng)電光相位調(diào)制器調(diào)制后，其士 1階邊帶的相位差為P，該特點(diǎn)使得兩邊帶與光載波拍頻時解調(diào)的電信號相互抵消。因此，在相位調(diào)制鏈路中，需要一個穩(wěn)定且有效的相位到強(qiáng)度的轉(zhuǎn)變裝置。目前為止，用于實(shí)現(xiàn)相位調(diào)制鏈路中相位到強(qiáng)度變換的方法包括利用色散的光纖改變兩邊帶的相位，使用光纖光柵或者布里淵放大打破士 1階邊帶幅度的平衡以及使用干涉檢測等等。這些方法中，利用光纖的色散是最直接、最簡單宜行的一種方法，因?yàn)樽畛Ｓ脕韨鬏斏漕l信號的單模光纖就是有色散的光纖，其相對零色散光纖成本較低。但是，在相位調(diào)制鏈路中，光纖色散效應(yīng)雖然可以打破相位調(diào)制信號士 ι階邊帶P的相位差，可由光纖色散效應(yīng)引入的邊帶相位差與調(diào)制信號的頻率、光纖種類及光纖長度有關(guān)，因此，在固定光纖和光纖長度情況下，利用光纖色散效應(yīng)實(shí)現(xiàn)相位到強(qiáng)度轉(zhuǎn)變的相位調(diào)制鏈路不能獲得平坦的頻率響應(yīng)。而在很多應(yīng)用中，寬帶頻響均衡是必須的。因此，如何改善相位調(diào)制鏈路的頻率響應(yīng)對于在超寬帶無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用具有非常重要的意義。
受激布里淵散射(SBS)是光纖中泵浦波、斯托克斯波通過聲波進(jìn)行作用的非線性效應(yīng)。泵浦波通過電致伸縮產(chǎn)生聲波，引起介質(zhì)折射率的周期性調(diào)制，這期間產(chǎn)生兩個耦合效應(yīng)。一、泵浦引起的折射率光柵通過布拉格衍射散射泵浦光，產(chǎn)生了頻率下移布里淵頻移的布里淵增益譜；二是斯托克斯波將引起頻率上移布里淵頻移的布里淵損耗譜。不管是布里淵增益還是損耗，在幅度變化的同時，均伴隨著相位的非線性變化。且斯托克斯波的放大量與泵浦波的損耗量及相應(yīng)的相位變化與斯托克斯波、泵浦波的功率、頻率以及光纖類型、 光纖長度均有關(guān)系。近年來由布里淵散射效應(yīng)引起的幅度和相位變化被廣泛應(yīng)用于光域中的信號處理。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種相位調(diào)制鏈路頻率響應(yīng)均衡化裝置，通過對相位調(diào)制信號中光載波的相位控制，消除色散效應(yīng)對射頻功率不均衡的影響，實(shí)現(xiàn)可調(diào)的寬帶頻響均衡。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采取技術(shù)方案為 一種利用光載波布里淵處理的頻響均衡裝置包括DFB激光器、1X2光耦合器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、電光相位調(diào)制器、單模光纖、馬赫-曾德爾調(diào)制器、光參鉺放大器、環(huán)形器和光高速探測器。
DFB激光器的輸出端與1X2光耦合器的輸入端光連接，1X2光耦合器的一個輸出端與第一偏振控制器的一端光連接，第一偏振控制器的另一端與電光相位調(diào)制器光輸入端光連接，電光相位調(diào)制器光輸出端與單模光纖一端光連接，單模光纖另一端與環(huán)形器的2 口光連接。
1X2光耦合器的另一個輸出端與第二偏振控制器的一端光連接，第二偏振控制器的另一端與馬赫-曾德爾調(diào)制器光輸入端光連接，馬赫-曾德爾調(diào)制器光輸出端與光參鉺放大器輸入端光連接，光參鉺放大器輸出端與環(huán)形器的1 口光連接。
環(huán)形器的3 口與光高速探測器輸入端光連接。
構(gòu)成光載波泵浦波和斯托克斯波的調(diào)制信號輸入至馬赫-曾德爾調(diào)制器電信號端，射頻微波信號輸入至電光相位調(diào)制器電輸入端，光高速探測器輸出端輸出經(jīng)頻響均衡后的射頻微波信號。
本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型通過光載波的布里淵信號處理，減少了光纖色散效應(yīng)對相位調(diào)制鏈路射頻功率衰減的影響，繼承了使用電光相位調(diào)制器的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了有效的相位到強(qiáng)度的轉(zhuǎn)變，獲得了帶寬可調(diào)的頻響均衡。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是利用布里淵散射實(shí)現(xiàn)光載波相位變化示意圖； 圖3是光載波相位無變化和變化-pi/6、-pi/3、pi/6及pi/3時，0_20GHz射頻微波信號相位調(diào)制后經(jīng)25km單模光纖傳輸后的系統(tǒng)頻率響應(yīng)仿真結(jié)果。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
本實(shí)用新型中光載波的相位改變通過光纖布里淵散射實(shí)現(xiàn)，同時利用光載波的布里淵增益和布里淵衰減效應(yīng)，合理調(diào)整泵浦波和斯托克斯波的頻率和幅度，使得相位調(diào)制鏈路中光載波幅度的布里淵增益和布里淵衰減相抵，光載波幅度不變，而布里淵增益和布里淵衰減兩種效應(yīng)引起的非線性相位變化效果一致，保證光載波的相位在很大范圍內(nèi)改變，從而實(shí)現(xiàn)相位調(diào)制鏈路頻率響應(yīng)在不同頻率范圍的可調(diào)均衡，消除光纖色散效應(yīng)對鏈路頻率響應(yīng)的影響，保證寬帶射頻光纖鏈路的性能。
如圖1所示，DFB激光器1發(fā)射的光經(jīng)光耦合器2分成兩路，一路經(jīng)偏振控制器3_1 后，把射頻信號經(jīng)電光相位調(diào)制器4調(diào)制后接單模光纖7傳輸，另外一路經(jīng)偏振控制器3-2 后，把構(gòu)成光載波泵浦波和斯托克斯波的調(diào)制信號fP經(jīng)馬赫-曾德爾調(diào)制器5雙邊帶載波抑制調(diào)制后，產(chǎn)生相位調(diào)制信號中光載波的布里淵散射的泵浦波和斯托克斯波，后接光參鉺放大器6調(diào)整其功率，由光環(huán)行器8反向傳輸?shù)絾文９饫w7上，在單模光纖上發(fā)生光載波
43/3頁的布里淵增益和布里淵衰減，使得相位調(diào)制信號光載波的幅度不變，而相位動態(tài)改變，經(jīng)光纖傳輸后的信號通過光環(huán)形器后接高速光探測器9探測。
同時利用光載波的布里淵增益和布里淵衰減效應(yīng)，保證相位調(diào)制信號光載波幅度不變但相位變化的原理見圖2。圖中/>表示構(gòu)成光載波泵浦波和斯托克斯波的調(diào)制信號； /；表示光纖的布里淵頻移。調(diào)制頻率為厶的電信號經(jīng)馬赫-曾德爾電光調(diào)制器雙邊帶載波抑制調(diào)制得到分布在光載波兩側(cè)，光頻差為厶的泵浦波和斯托克斯波，當(dāng)它們反向入射到單模光纖時，光載波同時發(fā)生布里淵增益和布里淵散射效應(yīng)，合理調(diào)整/>，使得其落在布里淵增益譜與損耗譜的帶寬之內(nèi)，可以使得光載波的幅度增益和損耗抵消，而對應(yīng)的相位變化是疊加的，從而保證相位調(diào)制信號中光載波幅度不變，相位可調(diào)。
射頻微波信號/經(jīng)電光相位調(diào)制器調(diào)制，后經(jīng)色散系數(shù)為16 ps/nmXkm的單模光纖傳輸25km后計算的頻率響應(yīng)見圖3中的曲線，圖中曲線a為光載波相位沒變化時頻率響應(yīng)曲線，曲線b為光載波相位變化-pi/6時頻率響應(yīng)曲線，曲線c為光載波相位變化-pi/3時頻率響應(yīng)曲線，曲線d為光載波相位變化pi/6時頻率響應(yīng)曲線，曲線e為光載波相位變化pi/3時頻率響應(yīng)曲線。
可見在0-20 GHz范圍內(nèi)，鏈路的頻率響應(yīng)非常不平坦，當(dāng)射頻信號頻率很低時，經(jīng)相位調(diào)制鏈路傳輸?shù)玫降纳漕l信號功率幾乎檢測不到，整個頻率范圍內(nèi)，其最低與最高射頻功率相差80dB。圖3中b、c、d、e曲線分別對應(yīng)相位調(diào)制信號光載波幅度改變-pi/6、-pi/3、pi/6及pi/3時鏈路的頻率響應(yīng)。顯而易見，光載波相位的改變可以很好的改善鏈路的頻率響應(yīng)，不同的光載波相位變化可以實(shí)現(xiàn)不同帶寬內(nèi)的頻率均衡。本實(shí)用新型利用光纖布里淵散射實(shí)現(xiàn)很大范圍可調(diào)的光載波相位變化，從而可以很好地改善相位調(diào)制鏈路的頻率響應(yīng)。
權(quán)利要求1. 一種利用光載波布里淵處理的頻響均衡裝置，包括DFB激光器、1 X 2光耦合器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、電光相位調(diào)制器、單模光纖、馬赫-曾德爾調(diào)制器、光參鉺放大器、環(huán)形器和光高速探測器，其特征在于DFB激光器的輸出端與1X2光耦合器的輸入端光連接，1 X 2光耦合器的一個輸出端與第一偏振控制器的一端光連接，第一偏振控制器的另一端與電光相位調(diào)制器光輸入端光連接，電光相位調(diào)制器光輸出端與單模光纖一端光連接，單模光纖另一端與環(huán)形器的2 口光連接；1 X 2光耦合器的另一個輸出端與第二偏振控制器的一端光連接，第二偏振控制器的另一端與馬赫-曾德爾調(diào)制器光輸入端光連接，馬赫-曾德爾調(diào)制器光輸出端與光參鉺放大器輸入端光連接，光參鉺放大器輸出端與環(huán)形器的1 口光連接； 環(huán)形器的3 口與光高速探測器輸入端光連接；構(gòu)成光載波泵浦波和斯托克斯波的調(diào)制信號輸入至馬赫-曾德爾調(diào)制器電信號端，射頻微波信號輸入至電光相位調(diào)制器電輸入端，光高速探測器輸出端輸出經(jīng)頻響均衡后的射頻微波信號。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用光載波布里淵處理的頻響均衡裝置。現(xiàn)有的相位調(diào)制鏈路不能獲得平坦的頻率響應(yīng)。本實(shí)用新型中的激光器與光耦合器輸入端光連接，光耦合器一個輸出端與第一偏振控制器的一端光連接，第一偏振控制器的另一端與電光相位調(diào)制器光輸入端光連接，電光相位調(diào)制器輸出端與單模光纖一端光連接，單模光纖另一端與環(huán)形器的2口光連接。光耦合器的另一個輸出端與第二偏振控制器的一端光連接，第二偏振控制器的另一端與調(diào)制器光輸入端光連接，調(diào)制器光輸出端與光參鉺放大器輸入端光連接，光參鉺放大器輸出端與環(huán)形器的1口光連接。環(huán)形器的3口與光高速探測器輸入端光連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)相位到強(qiáng)度的轉(zhuǎn)變，獲得了帶寬可調(diào)的頻響均衡。
文檔編號H04B10/18GK201985866SQ20112001523
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者鄭史烈, 章獻(xiàn)民 申請人:漢鼎信息科技股份有限公司