一种基于布里渊散射效应的全光微波光子变频方法及装置
专利汇可以提供一种基于布里渊散射效应的全光微波光子变频方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于布里渊散射效应的全光 微波 光子 变频方法及装置，属于微波 光子学 技术领域。由 激光器 、第一 耦合器 、第一掺铒光纤 放大器 、光隔离器、环行器、单模光纤、 马 赫曾德尔 调制器 、直流稳压电源、微波 信号 源、可调谐光带通 滤波器 、第二掺铒光纤放大器、第二耦合器、光电探测器和 频谱 分析仪组成。本 发明 所述装置结构简单，易于实现，该结构仅采用一个激光器，对光纤引入的色散具有一定的容忍度，不会破坏远距离传输的效果，可将 频率 范围为1～15GHz的微波信号进行上变频到11.8245～25.8113GHz，或将11～28GHz的信号下变频到0.1689～18.1821GHz。，下面是一种基于布里渊散射效应的全光微波光子变频方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种基于布里渊散射效应的全光微波光子变频装置，其特征在于：由激光器、第一耦合器、第一掺铒光纤放大器、光隔离器、环行器、单模光纤、马赫曾德尔调制器、直流稳压电源、微波信号源、可调谐光带通滤波器、第二掺铒光纤放大器、第二耦合器、光电探测器和频谱分析仪组成；由激光器输出的频率为vc的连续光信号进入到第一耦合器中，第一耦合器把光信号分成第一支路和第二个支路两个光信号，第一支路光信号经过第一掺铒光纤放大器放大，通过光隔离器后从环行器的Ⅰ端口进入环行器并由Ⅱ端口输出进入到单模光纤中发生受激布里渊散射效应，受激布里渊散射效应的布里渊频移为vb；产生反向的斯托克斯波并由环行器的Ⅱ端口进入环行器，从环行器的Ⅲ端口输出的斯托克斯波进入到马赫曾德尔调制器中，被微波信号源输出的频率为vRF的微波信号调制；调整直流稳压电源的电压，使马赫曾德尔调制器输出载波抑制的双边带调制信号；这两个边带信号进入到可调谐光带通滤器中，滤出上边带或下边带信号，该信号经过第二掺铒光纤放大器放大后作为第三支路光信号进入第二耦合器的第三支路中，第一耦合器的第二支路光信号作为第四支路光信号进入到第二耦合器中；在第二耦合器中，第四支路光信号和第三支路光信号进行耦合，耦合之后的光信号进入到光电探测器中被转换成微波信号之后输入到频谱分析仪上进行观测，从而将低频信号vRF上变频到频率为vb+vRF的高频微波信号，或将高频率信号vRF下变频到频率为vRF-vb的低频微波信号。
2.如权利要求1所述的一种基于布里渊散射效应的全光微波光子变频装置，其特征在于：选用波长为1510nm～1620nm的激光器作为光源；第一耦合器、第二耦合器的分光比为1：
0.5～2；第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器放大倍数8～18dBm之间；光隔离器的隔离度大于40dB；单模光纤长度为14km；马赫曾德尔调制器工作的光波长为1510nm～1620nm，带宽为20GHz～30GHz，半波电压为4.9V；直流稳压电源的输出电压的幅度在1V～20V内可调；微波信号源输出频率范围250kHz～67GHz内可调；可调谐光带通滤波器波长调谐范围为
1510nm～1620nm，调谐精度为5pm；光电探测器的带宽为20～40GHz；频谱分析仪的测量信号范围带宽为10Hz～26.5GHz。
3.一种基于布里渊散射效应的全光微波光子变频方法，其特征在于：激光器输出频率为vc的光信号经过第一耦合器的第一支路进入到第一掺铒光纤放大器中被放大。被放大的光信号通过光隔离器之后从环行器的Ⅰ端口进入并由Ⅱ端口输出进入到单模光纤中发生受激布里渊散射效应，产生频率为vc-vb反向的斯托克斯波，其中vb为受激布里渊散射效应的布里渊频移；这个反向斯托克斯波通过环行器的Ⅱ端口进入，从环行器的Ⅲ端口输出进入到马赫曾德尔调制器中，被微波信号源输出的频率为vRF的微波信号所调制，设置直流稳压电源的电压，使得马赫曾德尔调制器工作在最小偏置点上，输出载波抑制的双边带调制的光信号。输出的两个频率分别为vc-vb-vRF以及vc-vb+vRF的光信号进入到可调谐光带通滤波器中，通过调节光带通滤波器的中心波长以及带宽，滤出下边带vc-vb-vRF或者滤出上边带vc-vb+vRF：当滤出下边带vc-vb-vRF时，被第二掺铒光纤放大器放大后作为第三支路光信号进入到第二耦合器中，第一耦合器第二支路输出的频率为vc的光信号作为第四支路光信号进入到第二耦合器中；在第二耦合器中，第四支路光信号和第三支路光信号进行耦合，耦合后的光信号进入到光电探测器中，在频谱分析仪上观测到上变频之后的频率为vb+vRF的微波信号，从而将低频信号vRF上变频到频率为vb+vRF的高频微波信号；当滤出上边带vc-vb+vRF时，被第二掺铒光纤放大器放大后作为第三支路光信号进入到第二耦合器中，第一耦合器第二支路输出的频率为vc的光信号作为第四支路光信号进入到第二耦合器中；在第二耦合器中，第四支路光信号和第三支路光信号进行耦合，耦合后的光信号进入到光电探测器中，在频谱分析仪上观测到下变频之后的频率为vRF-vb的微波信号，从而将高频率信号vRF下变频到频率为vRF-vb的低频微波信号。
一种基于布里渊散射效应的全光微波光子变频方法及装置
技术领域
背景技术
发明内容
1510nm～1620nm，带宽为20GHz～30GHz，半波电压为4.9V；直流稳压电源的输出电压的幅度在1V～20V内可调；微波信号源输出频率范围250kHz～67GHz内可调；可调谐光带通滤波器波长调谐范围为1510nm～1620nm，调谐精度为5pm；光电探测器的带宽为20～40GHz；频谱分析仪的测量信号范围带宽为10Hz～26.5GHz。
0.1689～18.1821GHz。
附图说明
具体实施方式
30GHz，半波电压Vπ为4.9V；直流稳压电源为固纬公司的GPS-4303C，输出电压幅度在1V～
20V内可调；微波信号源为安捷伦公司的微波信号源E8257D，输出频率范围为250kHz～
67GHz；可调谐光带通滤波器为Yenista Optics公司的XTM-50U，波长调谐范围在1480nm～
1620nm，调谐精度为5pm，最小半最大值全宽(FWHM)为32pm(4GHz)，最大半最大值全宽(FWHM)为650pm(80GHz)，带宽调谐精度为1pm，插入损耗为5dB；光电探测器是Optilab公司的PD-40-M的带宽为40GHz；频谱分析仪是安捷伦公司的N9010A，测量信号范围带宽为10Hz～26.5GHz。
11～28GHz，被第二掺铒光纤放大器放大后作为第三支路光信号进入到第二耦合器中，第一耦合器第二支路输出的频率为vc的光信号作为第四支路光信号进入到第二耦合器中；在第二耦合器中，第四支路光信号和第三支路光信号进行耦合，耦合后的光信号进入到光电探测器中，频谱分析仪上观测到下变频之后的频率为vRF-vb的微波信号，从而将高频率信号vRF下变频到频率为vRF-vb＝vRF-10.818GHz的低频微波信号。
0.1689GHz、6.1557GHz、11.1888GHz、17.1755GHz，待变频信号11～28GHz通过微波光子变频器下变频为0.1689～17.1755GHz，如图5。图6所示为本发明装置的系统稳定性，图中给出当输入待变频信号为17GHz，测量3小时且时间间隔为20分钟的频率和功率值。如图6所示，在3小时内频率漂移最大值1.2667MHz，功率在3小时内波动最大值1.7865dBm。
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