具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及任意波形產(chǎn)生技術領域，特別涉及一種具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成方法及裝置。
【背景技術】
[0002]光的任意波形產(chǎn)生是近年來受到科研工作者們密切關注的熱點領域。隨著信息傳輸速率增大，信號頻率和帶寬的增加，傳統(tǒng)的電器件和方法的帶寬和頻率已經(jīng)不能滿足需求。光的任意波形產(chǎn)生方法則大大突破了傳統(tǒng)電方法中的帶寬和頻率限制，目前主要的兩種實現(xiàn)方式為頻域合成和時域合成。頻域合成方法是利用激光器和電光調(diào)制器產(chǎn)生光頻梳，經(jīng)過光柵進行空間傅里葉變換，將光束中不同頻率分量的譜線在空間上分離開，利用液晶空間光調(diào)制器對其進行幅度和相位的控制，再經(jīng)過空間傅里葉逆變換和長光纖色散得到時域波形。頻域方法需要已知目標波形的頻譜，也是通過控制激光脈沖的頻譜從而得到目標波形，該方法的特點是產(chǎn)生信號的頻率高，但是空間光調(diào)制器的響應速率慢導致產(chǎn)生波形刷新時間長，光譜分辨率受限使得時間窗口調(diào)節(jié)困難，時延-帶寬積受到限制，不能實現(xiàn)任意波形信號的產(chǎn)生。
[0003]而對于時域合成方案，基于PDAC(光子數(shù)模轉(zhuǎn)換)的任意波形產(chǎn)生系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。η路非歸零碼微波數(shù)字信號作為輸入，分別通過η個馬赫-曾德爾調(diào)制器(MZM) 105?108對η路單頻光源101?104進行強度調(diào)制，η路光源的功率分別為ZlriP,調(diào)制后不同功率的信號耦合為一路，經(jīng)過光電探測器110轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)過低通濾波器111濾波得到目標波形。虛線框部分109即為PDAC部分。該方案通過控制并行輸入的數(shù)字信號，在時域上逐點產(chǎn)生與目標波形逼近的模擬值，與頻域方案相比，時間窗口不受限制，擁有更大的時延-帶寬積，優(yōu)良的波形質(zhì)量，同時具有非常好的可編程性和刷新速率。
[0004]但是對于目前已有的關于PDAC的研宄相關報道，所有方案產(chǎn)生信號的最高頻率都受限于奈奎斯特采樣率限制。基于電DAC的電任意波形產(chǎn)生器也同樣受到這樣的限制。針對高頻大帶寬信號產(chǎn)生，需要利用電混頻器對傳統(tǒng)的電任意波形進行上變頻，但是該方法不僅僅需要額外的高頻本振信號，而且受限于電混頻器在帶寬和非線性方面的性能，最終得到的射頻信號波形還原精度低，頻率和帶寬受限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。
[0006]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成方法，該方法能夠產(chǎn)生中心頻率為任意頻率的射頻任意波形，并且具有波形還原度高、時延-帶寬積大、可編程性強、刷新響應速率高等優(yōu)點。
[0007]本發(fā)明的第二個目的在于提供一種具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成裝置。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實施例提出了一種具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成方法，包括以下步驟:提供N路單頻信號，并將所述N路單頻信號耦合生成一路基帶信號，其中，N大于O ;通過脈沖信號對所述基帶信號進行分割；將分割后的信號轉(zhuǎn)換為相應的電信號；對所述電信號進行帶通濾波處理后，得到射頻信號。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實施例的具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成方法，將多路單頻信號耦合成一路基帶信號，然后利用脈沖信號對該基帶信號進行分割，將分割后的信號轉(zhuǎn)換為相應的電信號，并對電信號進行帶通濾波，最終得到射頻信號。相比于傳統(tǒng)的方法，本發(fā)明的方法能夠產(chǎn)生中心頻率為任意頻率的射頻任意波形，并且具有波形還原度高、時延-帶寬積大、可編程性強、刷新響應速率高等優(yōu)點。
[0010]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成方法還可以具有如下附加的技術特征:
[0011]在一些示例中，所述將N路單頻信號耦合生成一路基帶信號，進一步包括:向N個馬赫-曾德爾調(diào)制器一一對應地輸入N路非歸零碼微波數(shù)字信號，以分別對所述N路單頻信號進行強度調(diào)制，并將調(diào)制后不同功率的單頻信號耦合為一路基帶信號。
[0012]在一些示例中，所述N路單頻信號分別對應不同比特位，所述N路單頻信號的功率分別為21。
[0013]本發(fā)明第二方面的實施例還提供了一種具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成裝置，包括:N個單頻信號源，所述N個單頻信號源用于產(chǎn)生N路單頻信號，其中，N大于O ;光子數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述N路單頻信號耦合生成一路基帶信號；脈沖切割模塊，所述脈沖切割模塊與所述光子數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連，用于接收所述基帶信號，并通過脈沖信號對所述基帶信號進行分割；光電探測器，所述光電探測器與所述脈沖切割模塊相連，用于將分割后的信號轉(zhuǎn)換為相應的電信號；帶通濾波器，所述帶通濾波器與所述光電探測器相連，用于對所述電信號進行帶通濾波處理后，得到射頻信號。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實施例的具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成裝置，將多路單頻信號耦合成一路基帶信號，然后利用脈沖信號對該基帶信號進行分割，將分割后的信號轉(zhuǎn)換為相應的電信號，并對電信號進行帶通濾波，最終得到射頻信號。相比于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，本發(fā)明的裝置能夠產(chǎn)生中心頻率為任意頻率的射頻任意波形，并且具有波形還原度高、時延-帶寬積大、可編程性強、刷新響應速率高等優(yōu)點。
[0015]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成裝置還可以具有如下附加的技術特征:
[0016]在一些示例中，所述光子數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊包括N個馬赫-曾德爾調(diào)制器，所述光子數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊通過向所述N個馬赫-曾德爾調(diào)制器一一對應地輸入N路非歸零碼微波數(shù)字信號，以分別對所述N路單頻信號進行強度調(diào)制，并將調(diào)制后不同功率的單頻信號耦合為一路基帶信號。
[0017]在一些示例中，所述N路單頻信號的功率分別為2Ν4Ρ。
[0018]在一些示例中，所述脈沖切割模塊的結(jié)構(gòu)包括:一級強度調(diào)制結(jié)構(gòu)、一級相位調(diào)制結(jié)構(gòu)、一級強度與相位聯(lián)合調(diào)制結(jié)構(gòu)、多級強度與相位聯(lián)合調(diào)制結(jié)構(gòu)。
[0019]在一些示例中，所述單頻信號源為激光器。
[0020]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0022]圖1是現(xiàn)有的基于PDAC的任意波形產(chǎn)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成方法的流程圖；
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的具有任意中心頻率的射頻任意波形光生成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的脈沖切割模塊的一級強度調(diào)制結(jié)構(gòu)以及一級強度與相位聯(lián)合調(diào)制結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0027]圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的一種基于一級強度調(diào)制結(jié)構(gòu)的脈沖切割方案的示意圖；
[0028]圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的一種基于一級強度調(diào)制與相位聯(lián)合調(diào)制結(jié)構(gòu)的脈沖壓縮方案的示意圖；
[0029]圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基帶信號與數(shù)字源比特位的對應關系示意圖；