基于双驱动调制器的超宽带射频信号产生方法及装置制造方法
【专利摘要】一种通信领域的基于双驱动调制器的超宽带射频信号产生方法及装置，在双驱动调制器的两个相位调制器上各自调节对应的高斯脉冲信号，进而通过分别控制两个高斯脉冲信号之间的相对时延、信号幅度以及相对相移，使得经过偏振控制器的横电模由双驱动调制器产生超宽带射频信号；本发明可以产生四种不同UWB脉冲信号，其中包括一阶，二阶，三阶和高阶的UWB脉冲信号。同时产生的前三种型号均满足FCC给出的超宽带UWB脉冲信号的频谱占用范围，因此大大降低了灵活UWB脉冲信号产生装置的复杂程度，实现了低成本且简单灵活的UWB脉冲信号产生。
【专利说明】基于双驱动调制器的超宽带射频信号产生方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种通信领域的方法，具体是一种通过双驱动调制器(DDMZM，Dual-Drive Mach Zehnder Modulator,也称作双臂马赫曾德调制器)得到多种超宽带(Ultra wideband, UffB)射频信号的方法及装置。
【背景技术】
[0002]无线通信技术给人类社会带来了翻天覆地的变化，随着无线技术的发展多种无线技术共存成为一种技术难点和趋势，UffB超宽带信号是一种低功率，高速率，但是它的传送距离较短。然而由于其自身可以跟其它无线系统进行兼容的特性，UWB技术在无线领域已经有很广泛的应用。
[0003]UffB无线通信信号主要分为两类:一类是超宽带正交频分复用信号(UWB-0FDM)，它可以分割成多个OFDM子载波进行数据的传输；另外一种是超宽带脉冲(UWB impulse)信号，通过低重复率的脉冲信号来携带无线信号，由于脉冲重复率高，因此可以的到高的传输速率。然而UWB脉冲信号的传输距离只有十几米，因此需要延长其传输距离。UWBoF(UWBover fiber)，超宽带信号通过光纤来增加传输距离的技术被提出。通过将UWB脉冲信号调制在光域，然后通过光纤传输，在接收端通过光电探测将信号再转换回电域。由于产生UWB脉冲信号再进行电光调制较为复杂，因此在光域上直接产生UWB脉冲信号的技术被广泛研究。通过光信号本身的特性进行相应的处理，可以得到光域上的UWB波形，信号经过传输到接收端再被检测得到相应的电的UWB脉冲信号。采用此方案大大增加UWB脉冲信号的传输距离。因此光域技术来产生UWB脉冲信号有很广泛的应用前景。
[0004]经过对现有技术的检索发现，2011年 IEEE Photonics Technology Letters,第 23卷 23 期的论文:Yuan Yu, Jianji Dong,Xiang Li, and Xinliang Zhang, “Ultrawide bandgeneration based on cascaded Mach-Zehnder Modulators”华中科技大学余远等人提出，将通过单个激光器输入两个级联的马赫曾德尔调制器，然后两个信号分别被低重复率类高斯脉冲驱动，通过调制两个信号的相对时间延迟和偏置在马赫曾德尔调制的传输曲线的上升和下降沿，可以得到Monocycle形状的超宽带脉冲序列。但该技术只能产生Monocycle类型的UWB脉冲信号。
[0005]进一步的论文的检索发现，2012年发表的Photonics Journal中第4卷3期的论文:Pengxiao Li, Hongwei Chen, Minghua Chen, and ShizhongXie, “Gigabit/s Photonicgeneration, modulation, and transmission for a reconfigurable impulse radio UffBover fiber system，”清华大学的谢世忠课题组又提出，将两个光源分别输入不同的相位调制器，其中两个相位调制器分别被不同的来自于任意波形发射器的信号调制，再将双波长调制信号输入特定的鉴频滤波器件，从而可以将相位信息转换为强度信息，通过调整各个参数可以得到多种的调制码型和UWB脉冲信号的脉冲类型。该技术虽然可以产生几种UffB脉冲信号，然而系统需要双波长，任意波形发生器，两个相位调制器和鉴频器等，从而增加了产生UWB脉冲信号的复杂度。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于双驱动调制器的超宽带射频信号产生方法及装置，通过调节DDMZM两臂加载信号的类型，幅度和相对时延实现了多码型UWB脉冲信号的产生，同时大大减小了系统的复杂度。
[0007]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0008]本发明涉及一种基于双驱动调制器的超宽带射频信号产生方法，在双驱动调制器(DDMZM)的两个相位调制器上各自调节对应的高斯脉冲信号，进而通过分别控制两个高斯脉冲信号之间的相对时延、信号幅度以及相对相移，使得经过偏振控制器(PC，Polarization Controller)的横电模(TE模式，即电矢量与传播方向垂直)由双驱动调制器产生超宽带射频信号。
[0009]所述的高斯脉冲信号是指:速率为12.5Gb/s,同时信号的序列为“1000000000000000”。因而，产生的信号重复率为781.25MHz，信号的占空比为1/16。
[0010]所述的相对时延通过移相器来实现，具体是通过调节两个高斯脉冲信号之间的传输距离来得到不同的相对时延。
[0011]所述的双驱动调制器包括两个分别独立调制的相位调制器(PM，PhaseModulator)，两个相位调制器基于不同大小、相对位置以及类型的电信号(如高斯脉冲信号)进行驱动，并通过施加于双驱动调制器的偏置电压控制两个相位调制器输出光信号之间的相对相移，从而使两个相位调制的光信号在输出端口进行相干干涉，得到多种不同的UWB脉冲信号。
[0012]所述的超宽带射频信号包括=MonocycIe形状的UWB超宽带信号、二阶UWB脉冲信号、三阶UWB脉冲信号以及高阶的UWB脉冲信号。
[0013]所述的超宽带射频信号是指:双驱动调制器输出的光场Eout，
[0014]
【权利要求】
1.一种基于双驱动调制器的超宽带射频信号产生方法，其特征在于，在双驱动调制器的两个相位调制器上各自调节对应的高斯脉冲信号，进而通过分别控制两个高斯脉冲信号之间的相对时延、信号幅度以及相对相移，使得经过偏振控制器的横电模由双驱动调制器产生超宽带射频信号； 所述的高斯脉冲信号是指:速率为12.5Gb/s,同时信号的序列为1000000000000000 ； 所述的相对时延通过移相器实现。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的相对时延通过调节两个高斯脉冲信号之间的传输距离来得到不同的相对时延。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的双驱动调制器包括两个分别独立调制的相位调制器，两个相位调制器基于不同大小、相对位置以及类型的电信号进行驱动，并通过施加于双驱动调制器的偏置电压控制两个相位调制器输出光信号之间的相对相移，从而使两个相位调制的光信号在输出端口进行相干干涉，得到多种不同的超宽带射频信号。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是，所述的超宽带射频信号包括:Monocycle形状的UWB超宽带信号、二阶UWB脉冲信号、三阶UWB脉冲信号以及高阶的UWB脉冲信号。
5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是，所述的超宽带射频信号是指:双驱动调制器输出的光场Eout，
6.一种实现上述任一权利要求所述方法的装置，其特征在于，包括:偏振控制器、双驱动调制器、信号发生器、电时延线、射频放大器以及直流偏置，其中:双驱动调制器的信号输入端与偏振控制器相连，信号发生器的两个输出端中，第一输出端依次经电时延线、第一射频放大器和直流偏置与双驱动调制器的第一射频端相连，第二输出端经第二射频放大器和双驱动调制器的第二射频端相连。
【文档编号】H04B1/717GK103795438SQ201410080494
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】曹攀, 胡小锋, 吴佳旸, 姜新红, 苏翼凯 申请人:上海交通大学