基于级联调制器的无模糊微波光子多普勒频移测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112698091A(43)申请公布日2021.04.23(21)申请号201911009020.4(22)申请日2019.10.23(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人张卓文爱军卓昊(51)Int.Cl.G01R23/02(2006.01)H04B10/25(2013.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称基于级联调制器的无模糊微波光子多普勒频移测量方法(57)摘要本发明公开了一种基于级联调制器的无模糊微波光子多普勒频移测量方法，该发明涉及微波光子技术领域。所述方法如说明书附图1所示，包括激光器LD，双偏振马赫增德尔调制器Dpol-MZM，相位调制器PM，起偏器Pol，掺铒光纤放大器EDFA，密集型波分复用器DWDM，光电检测器PD。本发明将低频参考信号和回波信号分别调制在Dpol-MZM的上下子调制器MZMx和MZMy上，MZMx工作在正交点进行单边带调制SSB，MZMy工作在最小点进行抑制载波的双边带调制CS-DSB，Dpol-MZM输出信号的X轴对准PM的主轴后对发射信号进行相位调制，PM输出经过起偏器Pol，EDFA，DWDM得到期望的正一阶边带信号，送入PD进行拍频，结果通过低频电谱仪ESA检测，能够同时测量多普勒频移的值和方向而不受信号相位影响。CN112698091ACN112698091A权利要求书1/1页1.一种基于级联调制器的无模糊微波光子多普勒频移测量方法，包括激光器LD，参考信号Reference，双偏振马赫增德尔调制器Dpol-MZM，90°电移相器PS，相位调制器PM，掺铒光纤放大器EDFA，偏振控制器PC，起偏器Pol，密集型波分复用器DWDM，光电检测器PD，其中Dpol-MZM内部是由Y型分光器，两个马赫增德尔调制器MZMx和MZMy和偏振合束器PBC集成，DWDM内部是中心频率相隔几十吉赫兹的平坦光带通滤波器组，其特征在于，由激光器LD输出的光载波直接注入到Dpol-MZM的输入端被功分为两路，一路输入到MZMx中被低频参考信号调制，MZMx的射频端口port1输入参考信号，MZMx的射频端口port2输入经90°移相器的低频参考信号，MZMx工作在正交点并在X偏振方向上产生载波和正一阶边带；另一路输入到工作在最小点的MZMy中，被回波信号调制并在Y偏振方向上产生正负一阶边带，双偏振马赫增德尔调制器Dpol-MZM的输出接第一偏振控制器PC1，PC1输出的X偏振态和相位调制器的主轴对齐，X偏振态上的信号经过相位调制器被发射信号调制得到载波和正负一阶边带，相位调制器的输出经过第二偏振控制器PC2和起偏器Pol将两个正交偏振态上的光在同一偏振方向上输出，而后经过掺饵光纤放大器EDFA进入密集型波分复用器DWDM得到被回波和发射信号调制的正一阶边带信号，送入光电检测器PD拍频，结果通过低频ESA检测，能够同时测量多普勒频移的值和方向，不受信号相位影响。2CN112698091A说明书1/5页基于级联调制器的无模糊微波光子多普勒频移测量方法技术领域[0001]本发明涉及光通信技术领域和微波技术领域，主要涉及基于双偏振马赫增德尔调制器和相位调制器级联调制实现无模糊的微波光子多普勒频移测量。背景技术[0002]微波光子多普勒频移测量指的是天线接收到的回波信号经调制与已调制的发射信号拍频即为多普勒频移，广泛的应用于通信，科学测量，电子战和雷达系统中。因此对多普勒频移进行精确测量具有重要意义。传统的电域测量方法由于受到测量器件的限制，只能工作在特定频段测量较小范围，并且抗电磁干扰能力差，测量精度不高。随着无线电信号频率的提高以及周围电磁环境的日益复杂，多普勒频移测量需要大的测量范围以及强的抗电磁干扰能力。[0003]与传统的电域测量技术相比，微波光子技术具有大带宽，抗电磁干扰能力强，功耗低，传输损耗小等优势，特别适合复杂电磁环境下的高精度大带宽测量应用，这为多普勒频移测量提供了新的技术途径。[0004]目前已经提出的微波光子多普勒频移测量有几种常用方法。第一种是基于四波混频效应的多普勒频移测量方法，该方法建立了直流电压与多普勒频移的映射关系，但是却无法分辨出多普勒频移方向。第二种是基于微波光子学的同相位和正交相干检测的多普勒频移测量方法。由于使用90°光混频器和IQ两路信道,系统需要平衡信道并且结构很复杂。第三种是基于偏振复用的多普勒频移测量方案。该系统需要均衡的信道来确定方向，由于调制复杂，系统需要同步射频信号和一个90°电移相器，这限制了系统的带宽。第四种是利用光频移和光外差测量宽带多普勒频移的值和方向。通过将回波信号与光载波混合得到信号，该频率随后由电谱