專利名稱：高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波光子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在未來通信系統(tǒng)寬帶化和無線化的驅(qū)使下，能承載高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的光纖通信技術(shù)與無線通信技術(shù)的融合是必然趨勢，所以利用光纖傳輸模擬射頻信號也成為各種應(yīng)用中極其重要的信息傳遞方式。模擬光纖鏈路在天線遠(yuǎn)端以及各種光載無線系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用需求。與傳統(tǒng)的同軸電纜相比，光纖具有抗張強度好，體積小，質(zhì)量輕，頻帶寬、通信容量大，以及抗電磁干擾等多種優(yōu)勢。但是，由于模擬光鏈路傳輸?shù)氖歉哳l微波信號或者寬帶射頻業(yè)務(wù)，所以遠(yuǎn)距離傳輸時，必須考慮光纖色散引入的功率衰落效應(yīng)，這都將對模擬鏈路的性能產(chǎn)生非常大的影響，限制了模擬鏈路的工作頻段向高頻發(fā)展，尤其是毫米波波段， 同時也大大限制了鏈路系統(tǒng)的工作帶寬；如何在寬帶范圍內(nèi)實現(xiàn)色散補償與射頻信號的高質(zhì)量遠(yuǎn)距離拉遠(yuǎn)至關(guān)重要，這將是模擬光鏈路技術(shù)是否可以大規(guī)模運用的前提。如圖1所示是現(xiàn)有技術(shù)中提出的基于單邊帶調(diào)制的色散補償結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。上述色散補償結(jié)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是僅僅適用于單邊帶調(diào)制方式的系統(tǒng)，兩臂的輸入射頻信號相位差為90度，雙臂直流偏置差必須為半個半波電壓值，所以整個鏈路的補償效果與移相器和偏置點的設(shè)置密切相關(guān)，這都會對系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠度提出挑戰(zhàn)；除此以外，此方案由于偏置點設(shè)置原因，增益受限。因此，有必要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單易控制，實用性強，適用范圍廣，并且低成本的高頻寬帶色散補償拉遠(yuǎn)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種低成本、簡單可靠地實現(xiàn)高頻寬帶色散補償，提高高頻寬帶模擬光傳輸鏈路的性能，實現(xiàn)高頻寬帶射頻信號拉遠(yuǎn)的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)，包括光源，用于產(chǎn)生光載波；雙輸出強度調(diào)制器，用于將高頻寬帶射頻輸入信號調(diào)制到光載波上，并且將調(diào)制后的光信號分為兩路從兩個端口輸出；偏振控制器，連接于所述光源與雙輸出強度調(diào)制器之間，用于將光源輸出的光載波的偏振態(tài)調(diào)整為與雙輸出強度調(diào)制器的主軸一致；偏振合束器，與所述雙輸出強度調(diào)制器的輸出端口連接，用于將兩端口輸出的光信號耦合；
光纖，與所述偏振合束器連接，用于傳輸所述耦合后的光信號；以及探測器，與所述光纖連接，用于將所述耦合后的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，恢復(fù)加載的高頻寬帶射頻信號。優(yōu)選地，所述雙輸出強度調(diào)制器能夠根據(jù)需要設(shè)定兩路高頻寬帶射頻輸入信號的幅度和相位。優(yōu)選地，所述雙輸出強度調(diào)制器為非推挽結(jié)構(gòu)，包括兩個射頻輸入端口、一個偏置電壓控制端以及兩路光輸出端口。優(yōu)選地，所述雙輸出強度調(diào)制器的其中一路射頻輸入端口用50歐姆電阻匹配，高頻寬帶射頻信號通過另外一路射頻輸入端口調(diào)制到光載波上，偏置點能夠根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。優(yōu)選地，所述雙輸出強度調(diào)制器的兩輸出端口尾纖為保偏結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，通過所述偏振合束器耦合后的兩路調(diào)制光信號偏振正交。優(yōu)選地，所述光源為激光器。優(yōu)選地，所述光纖為單模光纖。(三)有益效果1.本發(fā)明是為了實現(xiàn)高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)設(shè)計的，核心的器件為雙輸出強度調(diào)制器和偏振合束器，使用本發(fā)明設(shè)計結(jié)構(gòu)，原理上可以補償任意頻段射頻信號帶來的色散衰落，拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的工作帶寬僅受調(diào)制器、探測器以及其它微波器件的帶寬影響，因此具有高頻寬帶拉遠(yuǎn)的功能。2.調(diào)制器的偏置點可以根據(jù)系統(tǒng)需要任意設(shè)定，鏈路的色散補償效果對偏置點的漂移不敏感，大大降低了系統(tǒng)的調(diào)制復(fù)雜度并提高了穩(wěn)定可靠性。3.由于利用偏振合束器耦合輸出的兩路調(diào)制光信號在光纖鏈路傳輸過程中偏振態(tài)保持正交關(guān)系，兩路調(diào)制輸出的光信號可以在一根光纖中傳輸，不存在光域的干涉問題， 系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)拉遠(yuǎn)。4.由于采用偏振正交的非相干方法，經(jīng)過拉遠(yuǎn)傳輸后，可以通過單個普通探測器即可恢復(fù)加載的射頻信號，大大降低了接收端的成本。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的基于單邊帶調(diào)制的高頻寬帶射頻信號傳輸鏈路結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明采用的雙輸出強度調(diào)制器一實施例的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)一實施例的結(jié)構(gòu)圖。其中，現(xiàn)有技術(shù)1 光源；2 偏振控制器；3 雙驅(qū)調(diào)制器；3a 射頻輸入端口 ；3b 移相器；3c 直流偏置端；4 單模光纖；5 探測器；本發(fā)明10 光源；20 偏振控制器；30 雙輸出強度調(diào)制器；31，32 射頻輸入端口 ；33 直流偏置端；34，35 光輸出端口 ；40 偏振合束器；50 光纖；60 探測器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不是限制本發(fā)明的范圍。
圖2為本發(fā)明采用的雙輸出強度調(diào)制器一實施例的結(jié)構(gòu)圖，為非推挽結(jié)構(gòu)，包括兩個射頻輸入端口 31，32、一個直流偏置端33以及兩路光輸出端口 34，35?？梢愿鶕?jù)需要設(shè)定兩路射頻輸入信號的幅度和相位，但是為了引入啁啾分量，兩路信號的相位差不可以設(shè)定為180度。在一實施例中，使用其中一路射頻輸入口，另外一路射頻輸入口用50歐姆電阻匹配，偏置點可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)定，并且調(diào)制后的光信號分為兩路從兩光輸出端口的保偏尾纖輸出。圖3為本發(fā)明高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)一實施例的結(jié)構(gòu)圖，包括光源10， 用于產(chǎn)生光載波，承載射頻信號，并且該光載波為任意偏振態(tài)，在本實施例中光源10為激光器；雙輸出強度調(diào)制器30，用于將高頻寬帶射頻輸入信號調(diào)制到光載波上，并且將調(diào)制后的光信號分為兩路從兩個端口輸出；偏振控制器20，連接于所述光源10與雙輸出強度調(diào)制器20之間，用于將光源10輸出的光載波的偏振態(tài)調(diào)整為與雙輸出強度調(diào)制器30的主軸一致；偏振合束器40，與所述雙輸出強度調(diào)制器30的輸出端口連接，用于將兩端口輸出的光信號耦合，使得兩路信號偏振正交后輸入到一根光纖中進(jìn)行傳輸；光纖50，與所述偏振合束器40連接，用于傳輸所述耦合后的光信號；以及探測器60，與所述光纖50連接，用于將所述耦合后的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，恢復(fù)加載的高頻寬帶射頻信號。在本發(fā)明一實施例中，光纖50為長距離單模光纖，用于遠(yuǎn)距離傳輸承載了高頻寬帶射頻信息的光信號，由于上述設(shè)計，兩路輸出光信號在光纖中保持偏振正交，并且色散帶來的相關(guān)頻率響應(yīng)互補，如公式(1)和( 所示
權(quán)利要求
1.一種高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括光源(10)，用于產(chǎn)生光載波；雙輸出強度調(diào)制器(30)，用于將高頻寬帶射頻輸入信號調(diào)制到光載波上，并且將調(diào)制后的光信號分為兩路從兩個端口輸出；偏振控制器(20)，連接于所述光源(10)與雙輸出強度調(diào)制器00)之間，用于將光源 (10)輸出的光載波的偏振態(tài)調(diào)整為與雙輸出強度調(diào)制器(30)的主軸一致；偏振合束器(40)，與所述雙輸出強度調(diào)制器(30)的輸出端口連接，用于將兩端口輸出的光信號耦合；光纖(50)，與所述偏振合束器00)連接，用于傳輸所述耦合后的光信號；以及探測器(60)，與所述光纖(50)連接，用于將所述耦合后的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，恢復(fù)加載的高頻寬帶射頻信號。
2.如權(quán)利要求1所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙輸出強度調(diào)制器(30)為雙路射頻輸入模式，能夠根據(jù)需要設(shè)定兩路高頻寬帶射頻輸入信號的幅度和相位。
3.如權(quán)利要求1所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙輸出強度調(diào)制器(30)為非推挽結(jié)構(gòu)，包括兩個射頻輸入端口、一個偏置電壓控制端以及兩路光輸出端口。
4.如權(quán)利要求3所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙輸出強度調(diào)制器(30)的其中一路射頻輸入端口用50歐姆電阻匹配，高頻寬帶射頻信號通過另外一路射頻輸入端口調(diào)制到光載波上，偏置點能夠根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。
5.如權(quán)利要求3所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙輸出強度調(diào)制器(30)的兩輸出端口尾纖為保偏結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1-5中任意一項所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)，其特征在于， 通過所述偏振合束器GO)耦合后的兩路調(diào)制光信號偏振正交。
7.如權(quán)利要求1所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述光源(10) 為激光器。
8.如權(quán)利要求1所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖(50) 為單模光纖。
全文摘要
本發(fā)明為一種高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)，包括光源，用于產(chǎn)生光載波；雙輸出強度調(diào)制器，用于將高頻寬帶射頻輸入信號調(diào)制到光載波上，并且將調(diào)制后的光信號分為兩路從兩個端口輸出；偏振控制器，連接于所述光源與雙輸出強度調(diào)制器之間，用于將光源輸出的光載波的偏振態(tài)調(diào)整為與雙輸出強度調(diào)制器的主軸一致；偏振合束器，與所述雙輸出強度調(diào)制器的輸出端口連接，用于將兩端口輸出的光信號耦合；光纖，與所述偏振合束器連接，用于傳輸所述耦合后的光信號；以及探測器，與所述光纖連接，用于將所述耦合后的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，恢復(fù)加載的高頻寬帶射頻信號。本發(fā)明可實現(xiàn)高性能、低成本和長距離的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠(yuǎn)。
文檔編號H04W88/08GK102237931SQ201110197260
公開日2011年11月9日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者伍劍, 崔巖, 徐坤, 戴鍵, 林金桐, 段瑞敏 申請人:北京郵電大學(xué)