专利名称：用于射频光学传输的系统、装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于射频(RF)光传输的系统、装置和方法，尤其，涉及用于发送调制RF信号(尤其，在毫米波波段的信号)的副载波光传输系统、在系统中使用的一种装置(控制站)以及与系统一起使用的一种RF光传输方法。
背景技术：
例如，在使用微波或毫米波波段中的RF信号执行无线电通信的一种系统中，已经期望在控制站和基站之间使用光纤提供较宽的传输波段和较低的传输损耗的光传输方案来发送信号。期望在无线电通信中使用的频带从微波波段偏移到毫米波波段。因此，对于使用RF信号的，尤其在毫米波波段中的无线电系统的需求已经有所增长。
图23是示意图，示出使用RF信号的传统无线电通信系统。在图23中，传统无线电通信系统包括用于发送光信号的控制站100、用于接收光信号从而执行无线电通信的n个基站121到12n(n≥1，下面相同)、以及用于传送光信号的光纤130。例如，控制站100发送用微波或毫米波波段中的RF信号调制的光信号。从控制站100发送的光信号通过光纤130传播到基站121到12n中的每一个，其中光接收器(未示出)执行光信号的光电转换。例如，把通过光电转换得到的信号发送到接收机终端装置(未示出)作为微波或毫米波波段中的RF信号。
然而，例如，在用RF信号调制的1.55μm光通过1.31μm零一色散光纤传播的情况中，1.55μm光的信号功率强度按周期性传输距离而周期性地衰减。发生信号功率强度的周期性衰减是由于光纤中的色散影响当用RF信号调制光信号的强度时产生的上和下边带分量。
特别，在用RF信号调制光信号强度的情况中，在光载波的上和下频带中产生的上和下边带分量相互间隔的距离等于经调制的光信号频率的两倍长度。因此，通过光纤传播时引起的相位变化在上和下边带分量之间有相当大的差异。因此，根据经调制的光信号传播的距离，上和下边带分量相互之间的相位可以相差180°。如果光接收器对上和下边带分量相互相位差180°的经调制的光信号执行光电转换，则通过光载波和下边带相互消除而产生拍频分量，导致经受光电转换的经调制的光信号的损耗。
图24是曲线图，示出传输距离和接收的传输信号功率之间的示例关系。从图24可明了，经受光电转换的经调制的光信号按周期性的传输距离而损耗。当经调制的光信号的频率变成较高时，周期性的传输距离变成较窄。在光传输中，在发送经调制的信号，尤其是毫米波信号，的情况中，信号可能按周期性传输距离而损耗。
为了防止上述问题，考虑使用光学单边带(SSB)调制来减少色散的影响，从而防止经受光电转换的经调制的光信号的损耗。例如，在1997年，8月的微波理论和技术的IEEE学报的第45卷，第8期，1410-1415页，H.Smith等人的“Overcoming Chromatic Dispersion Effects in Fib-Wireless SystemsIncorporating External Modulators”中详细描述这种技术。
图25是方框图，示出在上述公布中描述的传统光发射机110的结构。光发射机110对应于图23中示出的控制站100。
在图25中，光发射机110包括DFB激光器111、隔离器112、偏振控制器113、信号发生器114、放大器115、分配器116、相位调节器117以及马赫-曾德尔光强度调制器118。
可操作DFB激光器111使之输出光信号作为载波。从DFB激光器111输出的光信号经由隔离器112和偏振控制器113输入到马赫-曾德尔光强度调制器118。可操作隔离器112使之防止偏振控制器113反射的光返回到DFB激光器111。隔离器112一般包括在DFB激光器111中。可操作偏振控制器113使之控制输出光，为的是具有预定的偏振平面。通过放大器115把RF光传输信号放大到预定电平，并且通过分配器116分成两个信号。两个信号中之一不经过处理就输入到马赫-曾德尔光强度调制器118，另一个信号通过相位调节器117移相90°之后输入到马赫-曾德尔光强度调制器118。
用移相90°的RF信号调制输入到马赫-曾德尔光强度调制器118的光信号的强度，有可能得到只包括光载波和单边带分量的光信号。如此，使用移相90°的信号，即相位超前或滞后90°的信号，进行SSB调制。
在对如上所述的只包括载波和单边带分量的RF信号进行调制和使之经受光电转换的情况中，不产生相互相位差180°的上和下边带。因此，在光电转换之后的经调制的RF信号即使通过光纤传输较长距离也没有损耗。因此，在使用SSB调制的光传输中，有可能防止经调制的RF信号由于色散的影响而引起损耗。
然而，在上述传统传输技术中，需要把RF信号分成两个信号以及在两个信号中之一上执行相位调节，以致使信号的相位超前或滞后90°。此外，由于RF信号，尤其毫米波信号，的波长相当短，相位调节要求相当高的调节正确度。
因此，本发明的目标是提供一种RF光传输系统，该系统具有简单的结构，同时允许防止由于色散的影响引起的信号损耗而无需相当高的调节准确度。本发明还有的目标是提供在系统中使用的一种装置，以及与系统一起使用的一种方法。
发明内容
为了达到上述目标，本发明具有下列各方面。
本发明的第一方面针对通过光传输射频信号的射频光传输系统。射频光传输系统包括控制站，用于产生用射频信号调制信号强度的两个相位共轭的光信号，并且按预定传输形式通过光传输路径传输所产生的两个相位共轭的光信号；以及至少一个基站，用于接收从控制站通过光传输路径按预定传输形式传输的两个相位共轭的光信号，并且选择所接收的两个相位共轭的光信号中信号功率强度较大的一个信号进行处理。
一般，控制站包括光源，用于输出光信号；和光密度调制部分，用于通过射频信号调制从光源输出的光信号强度，并用于根据已调制强度的光信号产生两个相位共轭的光信号，并通过光路传输所产生的两个相位共轭光信号。
一般，与控制站一起使用的基站包括输入切换部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号以及根据到控制站的传输距离从所接收的两个相位共轭的光信号中选择地输出预定的一个光信号；以及光接收部分，用于把从输入切换部分选择地输出的预定光信号转换成射频信号。
另一方面，基站可以包括第一光接收部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号中的另一个，以及把所接收的光信号转换成射频信号；以及输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及根据到控制站的传输距离从所接收的射频信号中选择地输出预定的一个射频信号。
再另一方面，基站可以包括第一光接收部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号中的另一个，以及把所接收的光信号转换成射频信号；以及输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及选择地输出所接收的射频信号中之一；电平比较部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及相对于一个信号功率强度来比较射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，为的是选择射频信号中具有较大信号功率强度的一个射频信号。
再另一方面，基站可以包括输入切换部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号，以及选择地输出所接收的两个相位共轭的光信号中之一；光接收部分，用于把从输入切换部分选择地输出的光信号转换成射频信号；电平比较部分，用于接收从光接收部分输出的射频信号，以及相对于信号功率强度比较所接收的射频信号和以前所接收的射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，以致光接收部分始终接收具有最大信号功率强度的一个射频信号。
此外，控制站可以包括第一光源，用于输出波长为λ1的光信号；第二光源，用于输出与λ1的波长不同的、波长为λ2的光信号；第一光多路复用部分，用于把波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号多路复用成为第一多路复用光信号；光强度调制部分，用于用射频信号对从第一光多路复用部分输出的第一多路复用光信号进行调制，以及用于根据对其强度进行调制的第一多路复用光信号来产生两个相位共轭的光信号；第一波分去复用部分，用于从通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号之一中只分离出波长为λ1的光信号；第二波分去复用部分，用于从通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号之另一个中只分离出波长为λ2的光信号；以及第二光多路复用部分，用于对通过第一波分去复用部分分离出的波长为λ1的光信号以及通过第二波分去复用部分分离出的波长为λ2的光信号多路复用成为第二多路复用光信号，以及用于通过光传输路径传输第二多路复用光信号。
一般，与上述控制站仪器使用的基站包括波分去复用部分，用于通过光传输路径接收第二多路复用光信号，以及对第二多路复用光信号去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号；输入切换部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号，以及根据到控制站的距离从波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号中选择地输出预定的一个光信号；以及光接收部分，用于把从输入切换部分选择地输出的预定光信号转换成射频信号。
另一方面，基站可以包括波分去复用部分，用于通过光传输路径接收第二多路复用光信号，以及对第二多路复用光信号去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号；第一光接收部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；以及输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及根据到控制站的距离从所接收的射频信号中选择地输出预定的一个射频信号。
再另一方面，基站可以包括波分去复用部分，用于通过光传输路径接收第二多路复用光信号，以及对第二多路复用光信号去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号；第一光接收部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号中的另一个，以及把所接收的光信号转换成射频信号；输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及选择地输出所接收射频信号中之一；电平比较部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，并且相对于信号功率强度比较所接收射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，为的是从所接收射频信号中选择具有较大信号功率强度的一个射频信号。
再另一方面，基站可以包括波分去复用部分，用于通过光传输路径接收第二多路复用光信号，以及对第二多路复用光信号去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号；输入切换部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号，以及选择地输出所接收光信号中之一；光接收部分，用于把从输入切换部分输出的光信号转换成射频信号；电平比较部分，用于接收从光接收部分输出的射频信号，并且相对于信号功率强度比较所接收射频信号和以前接收的射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，以致光接收部分始终接收具有较大信号功率强度的射频信号。
此外，控制站可以包括用于输出光信号的光源；光强度调制部分，用于用射频信号对从光源输出的光信号的强度进行调制，以及根据已经对其强度进行调制的光信号来产生两个相位共轭的光信号；第一偏振波调节部分，用于对通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号中之一的偏振波进行调节；第二偏振波调节部分，用于对通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号中的另一个的偏振波进行调节，为的是使之垂直于已经通过第一偏振波调节部分调节的光信号的偏振波；以及偏振波组合部分，用于组合分别通过第一和第二偏振波调节部分调节其偏振波的光信号，使之成为经组合的光信号，以致它们的偏振波保持相互垂直，偏振波组合部分通过光传输路径传输经组合的光信号。
一般，与上述控制站一起使用的基站包括偏振波分离部分，用于通过光传输路径接收经组合的光信号，以及分离所接收的经组合的光信号使之成为偏振波为相互垂直的两个光信号；输入切换部分，用于接收通过偏振波分离部分经过分离得到的两个光信号，以及根据到控制站的传输距离选择地输出所接收的两个光信号中的预定的一个光信号；以及光接收部分，用于把从输入切换部分选择地输出的光信号转换成射频信号。
另一方面，基站可以包括偏振波分离部分，用于通过光传输路径接收经组合的光信号，以及分离所接收的经组合的光信号使之成为偏振波为相互垂直的两个光信号；第一光接收部分，用于接收偏振波为相互垂直的两个光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于接收偏振波为相互垂直的两个光信号中的另一个，以及把所接收的光信号转换成射频信号；以及输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及根据到控制站的传输距离从所接收的射频信号中选择地输出预定的一个射频信号。
再另一方面，基站可以包括偏振波分离部分，用于通过光传输路径接收经组合的光信号，以及分离所接收的经组合的光信号使之成为偏振波为相互垂直的两个光信号；第一光接收部分，用于接收偏振波为相互垂直的两个光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于接收偏振波为相互垂直的两个光信号中的另一个，以及把所接收的光信号转换成射频信号；以及输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及选择地输出所接收的射频信号中之一；电平比较部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及相对于一个信号功率强度来比较所接收的射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，为的是选择所接收的射频信号中具有较大信号功率强度的一个射频信号。
再另一方面，基站可以包括偏振波分离部分，用于通过光传输路径接收经组合的光信号，以及分离所接收的经组合的光信号使之成为偏振波为相互垂直的两个光信号；输入切换部分，用于接收已经通过偏振波分离部分分离所接收的组合光信号的两个光信号，以及选择地输出所接收的两个光信号中之一；光接收部分，用于把从输入切换部分选择地输出的光信号转换成射频信号；电平比较部分，用于接收来自光接收部分的射频信号，以及相对于一个信号功率强度来比较所接收的射频信号以及以前接收的射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，以致光接收部分始终接收具有较大信号功率强度的射频信号。
最好光强度调制部分包括马赫-曾德尔光强度调制器。最好还由具有光电效应的晶体来构成光强度调制部分。具有光电效应的晶体可以是铌酸锂。如果光传输路径是光纤，则最好光纤的零色散波长范围与光源的波长范围不同。既然是这样，最好，光纤的零色散波长范围可以是1.3μm范围，而光源的波长范围可以是1.55μm范围。
本发明的第二方面针对一种方法，用于从控制站到至少一个基站通过光来传输射频信号。该方法包括下列步骤用射频信号调制预定光信号的强度；根据已经调制其强度的光信号产生两个相位共轭的光信号；按预定传输形式通过光传输路径传输所产生的两个相位共轭的光信号；接收按预定传输形式通过光传输路径传输的两个相位共轭的光信号；选择两个相位共轭的光信号中具有较大信号功率强度的一个信号；以及把所选择的光信号转换成射频信号。
如上所述，在本发明中，从控制站到基站传输两个相位共轭的光信号。基站接收根据离控制站的距离预定的、或通过相对于信号功率强度电平比较两个相位共轭的光信号而确定的两个相位共轭的光信号中之一。因此，基站能够容易地接收具有较大功率强度的射频信号而无需相当高的调节准确度。
附图简述
图1是示图，示意地示出根据本发明第一到第四实施例的射频光传输系统的示例结构；图2是方框图，示出第一到第四实施例中描述的光传输部分的示例结构；图3是方框图，说明第一实施例中描述的基站的结构；图4是示图，示出偏置电压和从包括在本发明的射频光传输系统的光传输部分中的光强度调制部分输出的光信号强度的关系；图5是示图，示出偏置电压和从包括在传统光传输部分中的光强度调制部分输出的光信号强度的关系；图6示出传输距离和传统射频光传输系统中射频信号功率强度的关系；图7示出传输距离和本发明的射频光传输系统中的射频信号功率强度的关系；图8是方框图，示出第二实施例中描述的基站的结构；图9是方框图，示出第三实施例中描述的基站的结构；图10是方框图，示出第四实施例中描述的基站的结构；图11是示图，示意地示出根据本发明第五到第八实施例的射频光传输系统的示例结构；图12是方框图，示出第五到第八实施例中描述的光传输部分的示例结构；图13是方框图，示出第五实施例中描述的基站的结构；图14是方框图，示出第六实施例中描述的基站的结构；图15是方框图，示出第七实施例中描述的基站的结构；图16是方框图，示出第八实施例中描述的基站的结构；图17是示图，示意地示出根据本发明第九到第十二实施例的射频光传输系统的示例结构；图18是方框图，示出第九到第十二实施例中描述的光传输部分的示例结构；图19是方框图，示出第九实施例中描述的基站的结构；图20是方框图，示出第十实施例中描述的基站的结构；图21是方框图，示出第十一实施例中描述的基站的结构；图22是方框图，示出第十二实施例中描述的基站的结构；图23是示意图，示出使用射频信号的传统无线电通信系统；图24是曲线图，示出传输距离和所接收的传输信号功率之间的示例关系；以及图25是方框图，示出传统光发射机的示例结构。
具体实施例方式
(第一实施例)图1是示图，示意地示出根据本发明第一实施例的射频光传输系统。在图1中示出的根据第一实施例的射频光传输系统中，通过光传输路径把控制站10连接到n个基站21到2n，例如，光传输路径包括两根光纤31和32。图2是方框图，示出在控制站10中提供的光传输部分11的结构。在图2中，光传输部分11包括光源12、驱动部分13、光强度调制部分14、DC控制部分15以及放大部分16。图3是方框图，说明基站21的结构。在图3中，基站21包括输入切换部分211、光接收部分212、放大部分213以及天线214。按相似于基站21的方式来配置其它基站22到2n，因此，下面只详细描述基站21。
首先，描述根据第一实施例的射频光传输系统的操作。
在光传输部分11中，驱动部分13控制光源12，为的是输出规定的光信号。放大部分16把外部输入的射频(RF)传输信号放大到所要求的电平。DC控制部分15控制要施加于光强度调制部分14的直流偏置电压。光强度调制部分14开始用通过放大部分16放大的RF传输信号来调制从光源12输出的光信号的强度。然后，光强度调制部分14把已经经过强度调制的光信号分成两个光信号。光强度调制部分14把两个光信号中之一不经过处理就输出到端口A(或端口B)，而另一个光信号经过反相，并输出到端口B(或端口A)。因此，从端口A和B输出相位相互共轭(即，相互相位差180°)的两个光信号。图4是示图，示出从光强度调制部分14的端口A和B输出的光信号的示例偏置电压一强度特性(即，偏置电压关系)。分别通过光纤31和32把从光强度调制部分14的端口A和B输出的两个光信号传输到基站21到2n的每一个。
在基站21中，把从控制站10通过光纤31和32传输的两个光信号中的每一个输入到输入切换部分211的两个输入端子中的一个对应的端子。例如，输入切换部分211是具有两个输入端子和一个输出端子的光开关，根据控制站10和基站21之间的距离选择地输出输入其输入端子的两个光信号中之一。光接收部分212接收从输入切换部分211选择地输出的光信号，并且把所接收的光信号转换成射频信号。放大部分213把光接收部分212得到的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线214辐射到空中。
接着描述的是通过本发明的射频光传输系统得到的效果和传统系统得到的效果的比较。图5是示图，示出从具有一个输出端口的传统系统输出的光信号的示例偏置电压一强度特性。下面示出的表达式(1)和(2)分别表示接收信号Pa和Pb，接收信号Pa和Pb是当把偏置电压设置成图5中示出的Va和Vb时通过光纤传输经过射频信号调制的光信号之后得到的。
Pa=1+21+J02(k)J1(k)cos(af12+θ)cos(2πf1t+2aff1)---(1)]]>Pb=1+21+J02(k)J1(k)cos(af12-θ)cos(2πf1t+2aff1)---(2)]]>在上述表达式(1)和(2)中，k＝πVd/2Vπ，Vπ是光强度调制部分的半波电压，而Vd是射频信号电压。
图6示出在通过1.3μm零一色散光纤传输光信号的情况中根据上述表达式(1)和(2)得到的传输距离和射频信号的功率强度的关系。在图6中，假定射频信号的每一个都具有40GHz的频率，并且光接收功率保持常数而与传输距离无关。用当传输距离为零时得到的功率强度对射频信号的功率强度进行归一化。从图6可理解，在传输之后的射频信号的功率强度示出一些特性，以致具有每个偏置电压的射频信号按规则的间隔而极度衰减。这两个特性是相互矛盾的，因此通过最佳地选择偏置电压中之一，有可能保持射频信号的归一化功率强度，为的是使之等于或大于0dB。
在控制站和基站是一个对一个连接的无线电通信系统中，通过改变要设置的偏置电压，有可能得到具有0dB或更大功率强度的射频信号。然而，在控制站和n个基站是一个对n个连接的无线电通信系统中，控制站和基站之间的传输距离是不规则的和各种各样的。因此，可以认为设置偏置电压相当困难，以致所有基站能够得到具有0dB或更大功率强度的射频信号。
为了解决上述问题，根据本发明第一实施例的射频光传输系统包括在控制站10中提供的光强度调制部分14，并且具有把强度调制的信号分成两个信号的功能和使强度调制的信号反相的功能，以及用RF信号调制光信号的强度的功能。光强度调制部分14输出两个光信号，它们的相位是相互共轭的。在基站21到2n的每一个中，同时输入两个相位共轭的光信号，并且输入切换部分211选择两个相位共轭的信号中对基站更适合的一个信号。
例如，从图4和5可以容易地理解，在图4中示出的偏置电压设置为V1的情况中，从端口A输出的光信号等效于当偏置电压设置为图5中的Va时得到的光信号，相似地，从端口B输出的光信号等效于当偏置信号设置为图5中示出的Vb时得到的光信号。因此，从端口A和B两者得到的光信号通过它们各自不同的光纤传输到基站21到2n的每一个，并且基站21到2n的每一个合适地选择和接收从端口A或B输出的光信号。例如，在图6中，离开控制站为传输距离0km和2.3km之间或4.6km和6.9km之间位置处的基站选择地接收来自端口A的光信号，而离开控制站为传输距离2.3km和4.6km之间或6.9km和9.2km之间位置处的基站选择地接收来自端口B的光信号。因此，如在图7中所示，有可能在任何传输距离处得到具有0dB或更大射频信号功率强度的信号。因此，在光接收功率是常数的情况中，有可能得到传输时的功率大于传输距离为零时的功率的RF信号。
如上所述，在根据本发明第一实施例的射频光传输系统中，从控制站传输两个相位共轭的光信号。每个基站根据离开控制站的传输距离来接收两个相位共轭的光信号中之一。因此，基站能够容易地接收具有高功率强度的射频信号而无需相当高的调节准确度。
(第二实施例)在第二实施例中，使在根据第一实施例的射频光传输系统中使用的基站21到2n的结构与图3中示出的结构不同。图8是方框图，说明包括在根据第二实施例的射频光传输系统中的基站21的结构。在图8中，基站21包括第一光接收部分221、第二光接收部分222、输入切换部分223、放大部分224以及天线225。
在基站21中，通过光纤31和32从控制站10传输的两个光信号分别输入到第一和第二光接收部分221和222。第一和第二光接收部分221和222把输入的光信号转换成射频信号。输入切换部分223接收通过第一和第二光接收部分221和222转换而得到的每个射频信号，并且根据控制站10和基站21之间的距离选择地输出射频信号中之一。放大部分224把输入切换部分223输出的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线225辐射到空中。
注意，虽然已经相对于在天线225和输入切换部分223之间提供一个放大部分224的一种情况中描述了第二实施例，但是也可以在第一光接收部分221和输入切换部分223之间和第二光接收部分222和输入切换部分223之间提供一个或多个放大部分224。
(第三实施例)在第三实施例中，使在根据第一实施例的射频光传输系统中使用的基站21到2n的结构与图3和8中示出的那些结构不同。图9是方框图，说明包括在根据第三实施例的射频光传输系统中的基站2 1的结构。在图9中，基站21包括第一光接收部分231、第二光接收部分232、电平比较部分233、控制部分234、输入切换部分235、放大部分236以及天线237。
在基站21中，把通过光纤31和32从控制站10传输的两个光信号分别输入到第一和第二光接收部分231和232。第一和第二光接收部分231和232把输入的光信号转换成射频信号。电平比较部分233对通过第一和第二光接收部分231和232转换而得到的射频信号相对于它们的功率强度进行比较。控制部分234根据通过电平比较部分233得到的比较结果来判定哪一个射频信号具有较大的功率强度。控制部分234然后控制输入切换部分235为的是把具有较大功率强度的射频信号输出到放大部分236。输入切换部分235接收通过第一和第二光接收部分231和232转换而得到的射频信号中的每一个，并且根据控制部分234给出的指令选择地输出射频信号中之一。放大部分236把输入切换部分235输出的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线237辐射到空中。
在上述结构中，基站21能够自动地选择最佳的光信号，即，具有高信号强度的射频信号。注意，虽然已经相对于在输入切换部分235和天线237之间提供一个放大部分236的一种情况中描述了第三实施例，但是也可以在第一光接收部分231和输入切换部分235之间和第二光接收部分232和输入切换部分235之间提供一个或多个放大部分236。
(第四实施例)在第四实施例中，使在根据第一实施例的射频光传输系统中使用的基站21到2n的结构与图3、8和9中示出的那些结构不同。图10是方框图，说明包括在根据第四实施例的射频光传输系统中的基站21的结构。在图10中，基站21包括输入切换部分241、光接收部分242、电平比较部分243、控制部分244、放大部分245以及天线246。
在基站21中，把通过光纤31和32从控制站10传输的两个光信号输入到输入切换部分241。输入切换部分241根据控制部分244给出的指令选择地输出两个光信号中之一。注意，在开始提供基站的时刻，根据缺省设置来选择光信号。光接收部分242接收从输入切换部分241选择地输出的光信号，并且把所接收的光信号转换成射频信号。电平比较部分243检测通过光接收部分242的转换得到的射频信号的功率强度，并且对检测到的功率强度与存储在其中的参考值进行比较。作为比较的结果，如果检测到的功率强度低于参考值，则电平比较部分243命令控制部分244切换输入切换部分241。注意，如果检测到的功率强度高于参考值，则电平比较部分243不给出指令。控制部分244根据电平比较部分243给出的指令来切换输入切换部分241。放大部分245接收通过光接收部分242的转换得到的射频信号，并且把所接收的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线246辐射到空中。
在上述结构中，基站21能够自动地选择最佳的光信号，即，具有高信号强度的射频信号。注意，虽然已经相对于在光接收部分242和天线246之间提供一个放大部分245的一种情况中描述了第四实施例，但是也可以在输入切换部分241和光接收部分242之间和光接收部分242和电平比较部分243之间提供一个或多个放大部分245。
(第五实施例)图11是示图，示意地示出根据本发明第五实施例的射频光传输系统。在图11中示出的根据第五实施例的射频光传输系统中，通过包括单根光纤60的光传输路径把控制站40连接到n个基站51到5n。图12是方框图，示出在控制站40中提供的光传输部分41的结构。在图12中，光传输部分41包括第一光源42a、第二光源42b、第一驱动部分43a、第二驱动部分43b、光强度调制部分44、DC控制部分45、放大部分46、波分多路复用部分47、第一波分去复用部分48a、第二波分去复用部分48b、以及光多路复用部分49。图13是方框图，说明基站51的结构。在图13中，基站51包括波分去复用部分511、输入切换部分512、光接收部分513、放大部分514以及天线515。按相似于基站51的方式来配置其它基站52到5n，因此，下面只详细描述基站51。
在光传输部分41中，第一驱动部分43a控制第一光源42a，为的是输出波长λ1的光信号，而第二驱动部分43b控制第二光源42b，为的是输出波长λ2的光信号。波长λ1和波长λ2是不同的(λ1≠λ2)。波分多路复用部分47对波长λ1的光信号和波长λ2的光信号多路复用在一起。放大部分46把外部输入的射频(RF)传输信号放大到要求的电平。DC控制部分45控制要提供给光强度调制部分44的直流偏置电压。光强度调制部分44开始用放大部分46放大的RF传输信号对从波分多路复用部分47输出的经多路复用的光信号的强度进行调制。然后，光强度调制部分44把已经经过强度调制的光信号分成两个光信号。光强度调制部分44把两个光信号中之一不经过处理就输出到端口A(或端口B)，而另一个光信号经过反相，并输出到端口B(或端口A)。因此，从端口A和B输出相位相互共轭(即，相互相位差180°)的两个光信号。第一波分去复用部分48a只从光强度调制部分44的端口A输出的光信号中分离出波长为λ1的光信号，并且输出波长为λ1的光信号。第二波分去复用部分48b只从光强度调制部分44的端口B输出的光信号中分离出波长为λ2的光信号，并且输出波长为λ2的光信号。光多路复用部分49对通过第一波分去复用部分48a得到的波长为λ1的光信号和通过第二波分去复用部分48b得到的波长为λ2的光信号多路复用成为经多路复用的光信号，并且通过光纤60输出经多路复用的光信号。通过光纤60把从光多路复用部分49输出的经多路复用的光信号传输到基站51到5n中的每一个。
在基站51中，把从控制站40通过光纤60传输的经多路复用的光信号输入到波分去复用部分511。波分去复用部分511对所接收的经多路复用的光信号进行去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号，并且把波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号的每一个都输入到输入切换部分512的输入端子中对应的一个输入端子。例如，输入切换部分512是具有两个输入端子和一个输出端子的光开关，并且根据控制站40和基站51之间的距离选择地输出输入其输入端子的两个光信号中之一。光接收部分513接收从输入切换部分512选择地输出的光信号，并且把所接收的光信号转换成射频信号。放大部分514把光接收部分513得到的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线515辐射到空中。
为了解决第一实施例中所描述的问题，根据本发明第五实施例的射频光传输系统包括在控制站40中提供的光强度调制部分44，并且具有把强度调制的信号分成两个信号的功能和使强度调制的信号反相的功能，以及用射频信号调制光信号的强度的功能。光强度调制部分44从两个输出端口输出两个相位共轭的光信号。第五实施例与第一实施例的不同之处在于使用波分多路复用方案使光纤的数量减少到一根。从上可明白，在第五实施例的射频光传输系统中，还有可能在任何传输距离处得到具有0dB或更大的射频信号功率强度的信号(见图7)。
如上所述，在根据本发明第五实施例的射频光传输系统中，产生两个具有不同波长的相位共轭的光信号。把两个光信号的波长多路复用在一起，以产生经多路复用的光信号，并且从控制站传输经多路复用的光信号。每个基站接收经多路复用的光信号，并且根据离控制站的传输距离分离出波长与所接收的经多路复用光信号不同的光信号中预定的一个光信号。因此，基站能够容易地接收具有高功率强度的光信号而无需相当高的调节准确度。
(第六实施例)在第六实施例中，使在根据第五实施例的射频光传输系统中使用的基站51到5n的结构与图13中示出的那些结构不同。图14是方框图，说明包括在根据第六实施例的射频光传输系统中的基站51的结构。在图14中，基站51包括波分去复用部分521、第一光接收部分522、第二光接收部分523、输入切换部分524、放大部分525以及天线526。
在基站51中，把从控制站40通过光纤60传输的经多路复用的光信号输入到波分去复用部分521。波分去复用部分521对所接收的经多路复用的光信号进行去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号，并且把波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号分别输入到第一和第二光接收部分522和523。第一和第二光接收部分522和523把输入的光信号转换成射频信号。输入切换部分524接收通过第一和第二光接收部分522和523转换而得到的射频信号，并且根据控制站40和基站51之间的距离选择地输出所接收的射频信号中之一。放大部分525把输入切换部分524输出的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线526辐射到空中。
注意，虽然已经相对于在输入切换部分524和天线526之间提供一个放大部分525的一种情况中描述了第六实施例，但是也可以在第一光接收部分522和输入切换部分524之间和第二光接收部分523和输入切换部分524之间提供一个或多个放大部分525。
(第七实施例)在第七实施例中，使在根据第五实施例的射频光传输系统中使用的基站51到5n的结构与图13和14中示出的那些结构不同。图15是方框图，说明包括在根据第七实施例的射频光传输系统中的基站51的结构。在图15中，基站51包括波分去复用部分531、第一光接收部分532、第二光接收部分533、电平比较部分534、控制部分535、输入切换部分536、放大部分537以及天线538。
在基站51中，把从控制站40通过光纤60传输的经多路复用的光信号输入到波分去复用部分531。波分去复用部分531对所接收的经多路复用的光信号进行去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号，并且把波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号分别输入到第一和第二光接收部分532和533。第一和第二光接收部分532和533把输入的光信号转换成射频信号。电平比较部分534对通过第一和第二光接收部分532和533转换而得到的射频信号相对于它们的功率强度进行比较。控制部分535根据通过电平比较部分534得到的比较结果来判定哪一个射频信号具有较大的功率强度。控制部分535然后控制输入切换部分536为的是把具有较大功率强度的射频信号输出到放大部分537。输入切换部分536接收通过第一和第二光接收部分532和533转换而得到的射频信号中的每一个，并且根据控制部分535给出的指令选择地输出射频信号中之一。放大部分537把输入切换部分536输出的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线538辐射到空中。
在上述结构中，基站51能够自动地选择最佳的光信号，即，具有高信号强度的射频信号。注意，虽然已经相对于在输入切换部分536和天线538之间提供一个放大部分537的一种情况中描述了第七实施例，但是也可以在第一光接收部分532和输入切换部分536之间和第二光接收部分533和输入切换部分536之间提供一个或多个放大部分537。
(第八实施例)在第八实施例中，使在根据第五实施例的射频光传输系统中使用的基站51到5n的结构与图13到15中示出的那些结构不同。图16是方框图，说明包括在根据第八实施例的射频光传输系统中的基站51的结构。在图16中，基站51包括波分去复用部分541、输入切换部分542、光接收部分543、电平比较部分544、控制部分545、放大部分546以及天线547。
在基站51中，把从控制站40通过光纤60传输的经多路复用的光信号输入到波分去复用部分541。波分去复用部分541对所接收的经多路复用的光信号进行去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号，并且把波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号输入到输入切换部分542的输入端子中对应的一个输入端子。输入切换部分542根据控制部分545给出的指令选择地输出波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号中之一。注意，在开始提供基站的时刻，根据缺省设置来选择光信号。光接收部分543接收从输入切换部分542选择地输出的光信号，并且把所接收的光信号转换成射频信号。电平比较部分544检测通过光接收部分543的转换得到的射频信号的功率强度，并且对检测到的功率强度与存储在其中的参考值进行比较。作为比较的结果，如果检测到的功率强度低于参考值，则电平比较部分544命令控制部分545切换输入切换部分542。注意，如果检测到的功率强度高于参考值，则电平比较部分544不给出指令。控制部分545根据电平比较部分544给出的指令来切换输入切换部分542。放大部分546接收通过光接收部分543的转换得到的射频信号，并且把所接收的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线547辐射到空中。
在上述结构中，基站51能够自动地选择最佳的光信号，即，具有高信号强度的射频信号。注意，虽然已经相对于在光接收部分543和天线547之间提供一个放大部分546的一种情况中描述了第八实施例，但是也可以在输入切换部分542和光接收部分543之间和光接收部分543和电平比较部分544之间提供一个或多个放大部分546。
(第九实施例)图17是示图，示意地示出根据本发明第九实施例的射频光传输系统。在图17中示出的根据第九实施例的射频光传输系统中，通过包括单根光纤90的光传输路径把控制站70连接到n个基站81到8n。图18是方框图，示出在控制站70中提供的光传输部分71的结构。在图18中，光传输部分71包括光源72、驱动部分73、光强度调制部分74、DC控制部分75、放大部分76、第一偏振波调节部分77a、第二偏振波调节部分77b以及偏振波组合部分78。图19是方框图，说明基站81的结构。在图19中，基站81包括偏振波分离部分811、输入切换部分812、光接收部分813、放大部分814以及天线815。按相似于基站81的方式来配置其它基站82到8n，因此，下面只详细描述基站81。
在光传输部分71中，驱动部分73控制光源72，为的是输出预定的光信号。放大部分76把外部输入的射频(RF)传输信号放大到要求的电平。DC控制部分75控制要提供给光强度调制部分74的直流偏置电压。光强度调制部分74开始用放大部分76放大的RF传输信号对从光源72输出的光信号的强度进行调制。然后，光强度调制部分74把已经经过强度调制的光信号分成两个光信号。光强度调制部分74把两个光信号中之一不经过处理就输出到端口A(或端口B)，而另一个光信号经过反相，并输出到端口B(或端口A)。因此，从端口A和B输出相位相互共轭(即，相互相位差180°)的两个光信号。第一偏振波调节部分77a调节从光强度调制部分74的端口A输出的光信号的偏振波。第二偏振波调节部分77b调节从光强度调制部分74的端口B输出的光信号的偏振波。既然是这样，第一和第二偏振波调节部分77a和77b调节光信号的偏振波，为的是使之相互垂直。偏振波组合部分78组合通过第一和第二偏振波调节部分77a和77b调节的光信号，使之成为经组合的光信号。偏振波组合部分78通过光纤90传输经组合的光信号。通过光纤90把从偏振波组合部分78输出的经组合的光信号传输到基站81到8n中的每一个。
在基站81中，把从控制站70通过光纤90传输的经组合的光信号输入到偏振波分离部分811。偏振波分离部分811把所接收的包含垂直偏振波的经组合的光信号分离成具有不同偏振波的光信号，并且把具有不同偏振波的光信号中的每一个都输入到输入切换部分812的输入端子中对应的一个输入端子。例如，输入切换部分812是具有两个输入端子和一个输出端子的光开关，并且根据控制站70和基站81之间的距离选择地输出输入其输入端子的两个光信号中之一。光接收部分813接收从输入切换部分812选择地输出的光信号，并且把所接收的光信号转换成射频信号。放大部分814把光接收部分813得到的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线815辐射到空中。
为了解决第一实施例中所描述的问题，根据本发明第九实施例的射频光传输系统包括在控制站70中提供的光强度调制部分74，并且具有把强度调制的信号分成两个信号的功能和使强度调制的信号反相的功能，以及用射频信号调制光信号的强度的功能。光强度调制部分74从两个输出端口输出两个相位共轭的光信号。第九实施例与第一实施例的不同之处在于使用偏振波组合方案使光纤的数量减少到一根。从上可明白，在根据第九实施例的射频光传输系统中，还有可能在任何传输距离处得到具有0dB或更大的射频信号功率强度的信号(见图7)。
如上所述，在根据本发明第九实施例的射频光传输系统中，产生两个具有不同偏振波的相位共轭的光信号。调节和组合两个光信号的偏振波成为经组合的光信号，并且从控制站传输经组合的光信号。每个基站接收经组合的光信号，并且根据离控制站的传输距离从所接收的光信号中分离出具有不同偏振波的光信号中的一个预定的光信号。因此，基站能够容易地接收具有高功率强度的光信号而无需相当高的调节准确度。
(第十实施例)在第十实施例中，使在根据第九实施例的射频光传输系统中使用的基站81到8n的结构与图19中示出的那些结构不同。图20是方框图，说明包括在根据第十实施例的射频光传输系统中的基站81的结构。在图20中，基站81包括偏振波分离部分821、第一光接收部分822、第二光接收部分823、输入切换部分824、放大部分825以及天线826。
在基站81中，把从控制站70通过光纤90传输的经多路复用的光信号输入到偏振波分离部分821。偏振波分离部分821分离所接收的、经多路复用的、包含垂直偏振波的光信号，使之成为具有不同偏振波的光信号，并且把每个光信号输入到第一和第二光接收部分822和823中对应的一个。第一光接收部分822把输入的光信号转换成射频信号。相似地，第二光接收部分823把输入的光信号转换成射频信号。输入切换部分824根据控制站70和基站81之间的距离选择地输出通过第一和第二光接收部分822和823转换而得到的射频信号中之一。放大部分825把从输入切换部分824输出的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线826辐射到空中。
注意，虽然已经相对于在输入切换部分824和天线826之间提供一个放大部分825的一种情况中描述了第十实施例，但是也可以在第一光接收部分822和输入切换部分824之间和第二光接收部分823和输入切换部分824之间提供一个或多个放大部分825。
(第十一实施例)在第十一实施例中，使在根据第九实施例的射频光传输系统中使用的基站81到8n的结构与图19和20中示出的那些结构不同。图21是方框图，说明包括在根据第十一实施例的射频光传输系统中的基站81的结构。在图21中，基站81包括偏振波分离部分831、第一光接收部分832、第二光接收部分833、电平比较部分834、控制部分835、输入切换部分836、放大部分837以及天线838。
在基站81中，把从控制站70通过光纤90传输的经多路复用的光信号输入到偏振波分离部分831。偏振波分离部分831分离所接收的、经多路复用的、包含垂直偏振波的光信号，使之成为具有不同偏振波的光信号，并且把每个光信号输入到第一和第二光接收部分832和833中对应的一个。第一光接收部分832把输入的光信号转换成射频信号。相似地，第二光接收部分833把输入的光信号转换成射频信号。电平比较部分834对通过第一和第二光接收部分832和833转换而得到的射频信号相对于它们的功率强度进行比较。控制部分835根据通过电平比较部分834得到的比较结果来判定哪一个射频信号具有较大的功率强度。控制部分835然后控制输入切换部分836为的是把具有较大功率强度的射频信号输出到放大部分837。输入切换部分836接收通过第一和第二光接收部分832和833转换而得到的射频信号中的每一个，并且根据控制部分835给出的指令选择地输出射频信号中之一。放大部分837把输入切换部分836输出的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线838辐射到空中。
在上述结构中，基站81能够自动地选择最佳的光信号，即，具有高信号强度的射频信号。注意，虽然已经相对于在输入切换部分836和天线838之间提供一个放大部分837的一种情况中描述了第十一实施例，但是也可以在第一光接收部分832和输入切换部分836之间和第二光接收部分833和输入切换部分836之间提供一个或多个放大部分837。
(第十二实施例)在第十二实施例中，使在根据第九实施例的射频光传输系统中使用的基站81到8n的结构与图19到21中示出的那些结构不同。图22是方框图，说明包括在根据第十二实施例的射频光传输系统中的基站81的结构。在图22中，基站81包括偏振波分离部分841、输入切换部分842、光接收部分843、电平比较部分844、控制部分845、放大部分846以及天线847。
在基站81中，把从控制站70通过光纤90传输的经多路复用的光信号输入到偏振波分离部分841。偏振波分离部分841分离所接收的、经多路复用的、包含垂直偏振波的光信号，使之成为具有不同偏振波的光信号，并且把每个光信号输入到输入切换部分842的输入端子中对应的一个输入端子。输入切换部分842根据控制部分845给出的指令选择地输出两个具有不同偏振波的光信号中之一。注意，在开始提供基站的时刻，根据缺省设置来选择具有预定偏振波的光信号。光接收部分843接收从输入切换部分842选择地输出的光信号，并且把所接收的光信号转换成射频信号。电平比较部分844检测通过光接收部分843的转换得到的射频信号的功率强度，并且对检测到的功率强度与存储在其中的参考值进行比较。作为比较的结果，如果检测到的功率强度低于参考值，则电平比较部分844命令控制部分845切换输入切换部分842。注意，如果检测到的功率强度高于参考值，则电平比较部分844不给出指令。控制部分845根据电平比较部分844给出的指令来切换输入切换部分842。放大部分846接收通过光接收部分843的转换得到的射频信号，并且把所接收的射频信号放大到要求的电平。经放大的射频信号从天线847辐射到空中。
在上述结构中，基站81能够自动地选择最佳的光信号，即，具有高信号强度的射频信号。注意，虽然已经相对于在光接收部分843和天线847之间提供一个放大部分846的一种情况中描述了第十二实施例，但是也可以在输入切换部分842和光接收部分843之间和光接收部分843和电平比较部分844之间提供一个或多个放大部分846。
注意，通过在具有光电效应的晶体(例如，铌酸锂)上提供马赫-曾德尔光强度调制器来实现在第一、第五和第九实施例中分别描述的光强度调制部分14、44、74中的每一个。
此外，光纤的零一色散波长和光源的波长是相互不同的。例如，可以想象组合1.3μm零一色散光纤和1.55μm光源，或组合1.55μm零一色散光纤和1.3μm光源。尤其，最近，考虑在粗波分多路复用(CWDM)应用中使用宽的波段，因此光纤和光源有多种可能的组合，包括打算用于相同波段的光纤和光源的组合。
此外，虽然已经相对于从控制站到基站的下行链路光传输描述了第一到第十二实施例，但是在从基站到控制站的上行链路的情况中，本发明提供相似的效应。
工业应用性本发明有利于，例如，通过光来传输经调制的射频信号的副载波光传输系统，尤其，对防止毫米波波段中信号由于光纤的色散影响而引起的损耗是有用的。
权利要求
1.用于光传输射频信号的一种射频光传输系统，所述系统包括控制站，用于产生两个相位共轭的、强度用射频信号调制的光信号，以及通过光传输路径按预定的传输形式来传输所产生的两个相位共轭的光信号；以及至少一个基站，用于接收从控制站通过光传输路径按预定传输形式传输的两个相位共轭的光信号，以及选择地处理所接收的两个相位共轭的光信号中信号功率强度较大的一个光信号。
2.如权利要求1所述的射频光传输系统，其特征在于，所述控制站包括用于输出光信号的光源；以及光强度调制部分，用于用射频信号对从光源输出的光信号的强度进行调制，以及根据已经对其强度进行调制的光信号来产生两个相位共轭的光信号，并且通过光传输路径传输所产生的两个相位共轭的光信号。
3.如权利要求2所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括输入切换部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号，以及根据到控制站的传输距离选择地输出所接收的两个相位共轭的光信号中之一；光接收部分，用于把从输入切换部分选择地输出的光信号转换成射频信号。
4.如权利要求2所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括第一光接收部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号中的另一个，以及把所接收的光信号转换成射频信号；以及输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及根据到控制站的传输距离从所接收的射频信号中选择地输出预定的一个射频信号。
5.如权利要求2所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括第一光接收部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号中的另一个，以及把所接收的光信号转换成射频信号；输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及选择地输出所接收的射频信号中之一；电平比较部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及相对于一个信号功率强度来比较射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，为的是选择射频信号中具有较大信号功率强度的一个射频信号。
6.如权利要求2所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括输入切换部分，用于通过光传输路径接收两个相位共轭的光信号，以及选择地输出所接收的两个相位共轭的光信号中之一；光接收部分，用于把从输入切换部分选择地输出的光信号转换成射频信号；电平比较部分，用于接收从光接收部分输出的射频信号，以及相对于信号功率强度比较所接收的射频信号和以前所接收的射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，以致光接收部分始终接收具有最大信号功率强度的一个射频信号。
7.如权利要求1所述的射频光传输系统，其特征在于，所述控制站包括第一光源，用于输出波长为λ1的光信号；第二光源，用于输出与λ1的波长不同的、波长为λ2的光信号；第一光多路复用部分，用于把波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号多路复用成为第一多路复用光信号；光强度调制部分，用于用射频信号对从第一光多路复用部分输出的第一多路复用光信号进行调制，以及用于根据对其强度进行调制的第一多路复用光信号来产生两个相位共轭的光信号；第一波分去复用部分，用于从通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号之一中只分离出波长为λ1的光信号；第二波分去复用部分，用于从通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号之另一个中只分离出波长为λ2的光信号；以及第二光多路复用部分，用于对通过第一波分去复用部分分离出的波长为λ1的光信号以及通过第二波分去复用部分分离出的波长为λ2的光信号多路复用成为第二多路复用光信号，以及用于通过光传输路径传输第二多路复用光信号。
8.如权利要求7所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括波分去复用部分，用于通过光传输路径接收第二多路复用光信号，以及对第二多路复用光信号去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号；输入切换部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号，以及根据到控制站的距离从波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号中选择地输出预定的一个光信号；以及光接收部分，用于把从输入切换部分选择地输出的预定光信号转换成射频信号。
9.如权利要求7所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括波分去复用部分，用于通过光传输路径接收第二多路复用光信号，以及对第二多路复用光信号去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号；第一光接收部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号中的另一个，以及把所接收的光信号转换成射频信号；以及输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及根据到控制站的距离从所接收的射频信号中选择地输出预定的一个射频信号。
10.如权利要求7所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括波分去复用部分，用于通过光传输路径接收第二多路复用光信号，以及对第二多路复用光信号去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号；第一光接收部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号中的另一个，以及把所接收的光信号转换成射频信号；输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及选择地输出所接收射频信号中之一；电平比较部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，并且相对于信号功率强度比较所接收射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，为的是从所接收射频信号中选择具有较大信号功率强度的一个射频信号。
11.如权利要求7所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括波分去复用部分，用于通过光传输路径接收第二多路复用光信号，以及对第二多路复用光信号去复用成为波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号；输入切换部分，用于接收波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号，以及选择地输出所接收光信号中之一；光接收部分，用于把从输入切换部分输出的光信号转换成射频信号；电平比较部分，用于接收从光接收部分输出的射频信号，并且相对于信号功率强度比较所接收射频信号和以前接收的射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，以致光接收部分始终接收具有较大信号功率强度的射频信号。
12.如权利要求1所述的射频光传输系统，其特征在于，所述控制站包括用于输出光信号的光源；光强度调制部分，用于用射频信号对从光源输出的光信号的强度进行调制，以及根据已经对其强度进行调制的光信号来产生两个相位共轭的光信号；第一偏振波调节部分，用于对通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号中之一的偏振波进行调节；第二偏振波调节部分，用于对通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号中的另一个的偏振波进行调节，为的是使之垂直于已经通过第一偏振波调节部分调节的光信号的偏振波；以及偏振波组合部分，用于组合分别通过第一和第二偏振波调节部分调节其偏振波的光信号，使之成为经组合的光信号，以致它们的偏振波保持相互垂直，偏振波组合部分通过光传输路径传输经组合的光信号。
13.如权利要求12所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括偏振波分离部分，用于通过光传输路径接收经组合的光信号，以及分离所接收的经组合的光信号使之成为偏振波为相互垂直的两个光信号；输入切换部分，用于接收通过偏振波分离部分经过分离得到的两个光信号，以及根据到控制站的传输距离选择地输出所接收的两个光信号中的预定的一个光信号；以及光接收部分，用于把从输入切换部分选择地输出的光信号转换成射频信号。
14.如权利要求12所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括偏振波分离部分，用于通过光传输路径接收经组合的光信号，以及分离所接收的经组合的光信号使之成为偏振波为相互垂直的两个光信号；第一光接收部分，用于接收偏振波为相互垂直的两个光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于接收偏振波为相互垂直的两个光信号中的另一个，以及把所接收的光信号转换成射频信号；以及输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及根据到控制站的传输距离从所接收的射频信号中选择地输出预定的一个射频信号。
15.如权利要求12所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括偏振波分离部分，用于通过光传输路径接收经组合的光信号，以及分离所接收的经组合的光信号使之成为偏振波为相互垂直的两个光信号；第一光接收部分，用于接收偏振波为相互垂直的两个光信号中之一，以及把所接收的光信号转换成射频信号；第二光接收部分，用于接收偏振波为相互垂直的两个光信号中的另一个，以及把所接收的光信号转换成射频信号；输入切换部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及选择地输出所接收的射频信号中之一；电平比较部分，用于接收分别从第一和第二光接收部分输出的射频信号，以及相对于一个信号功率强度来比较所接收的射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，为的是选择所接收的射频信号中具有较大信号功率强度的一个射频信号。
16.如权利要求12所述的射频光传输系统，其特征在于，所述至少一个基站包括偏振波分离部分，用于通过光传输路径接收经组合的光信号，以及分离所接收的经组合的光信号使之成为偏振波为相互垂直的两个光信号；输入切换部分，用于接收已经通过偏振波分离部分分离所接收的组合光信号的两个光信号，以及选择地输出所接收的两个光信号中之一；光接收部分，用于把从输入切换部分选择地输出的光信号转换成射频信号；电平比较部分，用于接收来自光接收部分的射频信号，以及相对于一个信号功率强度来比较所接收的射频信号以及以前接收的射频信号；以及控制部分，用于根据从电平比较部分得到的比较结果来控制输入切换部分，以致光接收部分始终接收具有较大信号功率强度的射频信号。
17.如权利要求2所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光强度调制部分包括马赫-曾德尔光强度调制器。
18.如权利要求7所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光强度调制部分包括马赫-曾德尔光强度调制器。
19.如权利要求12所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光强度调制部分包括马赫-曾德尔光强度调制器。
20.如权利要求2所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光强度调制部分由具有光电效应的晶体构成。
21.如权利要求7所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光强度调制部分由具有光电效应的晶体构成。
22.如权利要求12所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光强度调制部分由具有光电效应的晶体构成。
23.如权利要求20所述的射频光传输系统，其特征在于，具有光电效应的所述晶体是铌酸锂。
24.如权利要求21所述的射频光传输系统，其特征在于，具有光电效应的所述晶体是铌酸锂。
25.如权利要求22所述的射频光传输系统，其特征在于，具有光电效应的所述晶体是铌酸锂。
26.如权利要求2所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光传输路径是光纤，以及光纤的零—色散波长范围与光源的波长范围是不同的。
27.如权利要求7所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光传输路径是光纤，以及光纤的零—色散波长范围与光源的波长范围是不同的。
28.如权利要求12所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光传输路径是光纤，以及光纤的零—色散波长范围与光源的波长范围是不同的。
29.如权利要求26所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光纤的零—色散波长范围是1.3μm范围，而光源的波长范围是1.55μm范围。
30.如权利要求27所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光纤的零—色散波长范围是1.3μm范围，而光源的波长范围是1.55μm范围。
3 1.如权利要求28所述的射频光传输系统，其特征在于，所述光纤的零—色散波长范围是1.3μm范围，而光源的波长范围是1.55μm范围。
32.一种控制站，用于通过光把射频信号传输到基站，所述控制站包括光源，用于输出波长为λ1的光信号；以及光强度调制部分，用于用射频信号对从光源输出的光信号的强度进行调制，以及根据已经经过强度调制的光信号来产生两个相位共轭的光信号。
33.如权利要求32所述的控制站，进一步包括第二光源，用于输出与λ1的波长不同的、波长为λ2的光信号；第一光多路复用部分，用于对波长为λ1的光信号和波长为λ2的光信号进行多路复用；第一波分去复用部分，用于从通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号之一中只分离出波长为λ1的光信号；第二波分去复用部分，用于从通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号之另一个中只分离出波长为λ2的光信号；以及第二光多路复用部分，用于对通过第一波分去复用部分分离出的波长为λ1的光信号以及通过第二波分去复用部分分离出的波长为λ2的光信号进行多路复用，其中光强度调制部分使用射频信号来调制从第一光多路复用部分输出的经多路复用的光信号的强度，而不是从第一光源输出的波长为λ1的光信号或从第二光源输出的波长为λ2的光信号的强度。
34.如权利要求32所述的控制站，进一步包括第一偏振波调节部分，用于对通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号中之一的偏振波进行调节；第二偏振波调节部分，用于对通过光强度调制部分产生的两个相位共轭的光信号中的另一个的偏振波进行调节，为的是使之垂直于已经通过第一偏振波调节部分调节的光信号的偏振波；以及偏振波组合部分，用于组合分别通过第一和第二偏振波调节部分调节其偏振波的光信号，使之成为经组合的光信号，以致它们的偏振波保持相互垂直，所述偏振波组合部分通过光传输路径传输经组合的光信号。
35.一种方法，用于从控制站到至少一个基站通过光来传输射频信号，所述方法包括下列步骤用射频信号调制预定光信号的强度；根据已经调制其强度的光信号产生两个相位共轭的光信号；按预定传输形式通过光传输路径传输所产生的两个相位共轭的光信号；接收按预定传输形式通过光传输路径传输的两个相位共轭的光信号；选择两个相位共轭的光信号中具有较大信号功率强度的一个信号；以及把所选择的光信号转换成射频信号。
全文摘要
本发明针对提供一种射频光传输系统，该系统具有简单的结构，同时允许防止由于色散影响引起的信号损耗而无需相当高的调节准确度。控制站(10)的光强度调制部分(14)用射频信号调制通过光源(12)产生的光信号的强度，并且把已经经过强度调制的光信号分成两个光信号。光强度调制部分(14)不经过处理而输出两个光信号中之一，而使另一个光信号反相(即，相位差180°)，并输出。通过两根分立的光纤(31和32)把两个光信号传输到基站(21到2n)。基站(21到2n)中的每一个接收通过两根光纤(31和32)传输的两个光信号中之一。
文档编号H04B10/12GK1701541SQ20048000073
公开日2005年11月23日 申请日期2004年6月10日 优先权日2003年6月13日
发明者增田浩一, 笹井裕之 申请人:松下电器产业株式会社