一种微波光子相控阵接收波束形成网络的制作方法

1.本发明属于相控阵天线领域，尤其涉及一种微波光子相控阵接收波束形成网络。


背景技术：

2.未来军事作战及民用通信等领域的技术发展均对相控阵系统提出了大带宽、高频化、可重构等技术需求。以现阶段数字化架构实现的相控阵系统无法匹配未来超宽带、阵列化的需求，体现在：这种架构下，其时钟、本振信号通过分发方式至阵面端每套t/r组件，对时频信号的同步及相参传输提出了极高的要求；此外，由于adc的带宽远小于多功能覆盖的射频带宽，在数字化之前宽带射频信号将经过例如变频、滤波、信道化等等模拟信号处理；而当前单个电子器件难以支持超宽带的模拟处理，也无法实现超宽带的可调谐处理，因而针对每个波段仍然需要不同的硬件支持；另一方面，传统的射频传输方式无法在超宽带内保持均一且较高的动态范围，因而射频信号必须在非常接近天线的地方变频为低频或数字信号，这些针对每个天线的硬件无法集中在一起，在多天线或阵列的情况下势必会进一步造成硬件的冗余。这极大地增加了天线阵面的重量、体积和结构复杂度；显著降低了相控阵阵面的战场生存能力及平台适装性。
3.微波光子技术具有大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰、重量轻体积小等特性，有望突破传统数字化相控阵的弊端。美国darpa的研究人员根据微波光子技术在雷达信号处理方面所取得的成就，围绕信号的产生、分配和滤波等具有重大影响力的微波光子技术，提出了基于光子学架构的现代雷达射频前端概念。其核心思想在于利用微波光子技术将复杂的数字阵列模块的核心部分与相控阵天线阵面物理分离，将其远程安装于空间相对宽阔的后端中心站，在天线与后端中心站之间采用光纤实现微波信号的远程传输，再结合光传输的波分复用性、光纤的超低损耗、结构轻巧特性以及强电磁兼容特性，使得低成本、轻重量的微波光子收发组件(otr)天线布置更加灵活。同时后端中心站对光子数字阵列模块的结构设计更加宽容，重量、散热、供电、测试维修等问题将得到极大缓解。遗憾的是，在上述架构中，光电变换形式为副载波调制，相控阵雷达的回波信息残留于电光调制后的边带上，其功率远低于光载波功率。大量通道的基波功率非但不携带有效信息，且经波分复用器合波后将远超光电探测器的功率承受能力，极易使光电探测器发生功率过饱和，造成器件损毁及系统异常。若降低激光器输出光功率，可抑制光电探测器过饱和，但链路增益、噪声系数等性能会显著恶化。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提出了一种微波光子相控阵接收波束形成网络，包括：
5.多个光通道，每个光通道中包含顺次连接的激光器、前端电光强度调制器、掺铒光纤放大器和光学真延时单元；多个激光器，用于产生多路光载波；多个前端电光强度调制器，用于将各前端电光强度调制器的下行射频信号调制到各路光载波上；多个掺铒光纤放大器，用于多路光信号的增益放大；多个光学真延时单元，用于多路光信号的延时调控；
6.所述光学真延时单元的输出端均与波分复用器的输入端连接；所述波分复用器的输出端连接1
×
2光功分器的输入端，1
×
2光功分器的输出端连接两路光链路，每路光链路中包括顺次连接的后端电光强度调制器和光电探测器，两个光电探测器的输出端连接电信号差分器9的输入端；波分复用器，用于将多路波长不同的光信号合成到同一光路中；1
×
2光功分器，用于将下行光信号分成功率相同的两路；两个后端电光强度调制器，用于将其本振信号调制到光载波上，所述两个后端电光强度调制器分别为第一后端电光强度调制器和第二后端电光强度调制器；两个光电探测器，用于将光信号解调出射频信号；一个电信号差分器，用于对光电探测器解调出的两路射频信号进行相减，差分后的射频信号进入后续的数字信号处理模块进行处理。
7.进一步地，激光器、前端电光强度调制器、掺铒光纤放大器、光学真延时单元和波分复用器位于相控阵雷达的阵面前端中；所述的1
×
2光功分器、后端电光强度调制器、光电探测器和电信号差分器位于相控阵雷达的阵面后端。
8.进一步地，多个激光器分别具有不同的输出光波长，其他参数保持一致，且输出光的波长范围需与所述电光强度调制器、掺铒光纤放大器、光学真延时单元、波分复用器和光电探测器的工作波长范围一致。
9.进一步地，所述激光器为dfb连续波激光器，相对强度噪声rin≤-150db/hz。
10.进一步地，多个前端电光强度调制器的器件参数保持一致，调制方式均采取正交偏置调制，下行射频信号采取推挽模式输入。
11.进一步地，所述前端电光强度调制器的插入损耗≤7db，射频半波电压v
π,rf
≤5v，直流半波电压v1
π,dc
≤5v。
12.进一步地，多个掺铒光纤放大器的器件参数保持一致。
13.进一步地，每个掺铒光纤放大器对与其相连接的激光器的输出光功率的放大增益g
edfa
≥15db，噪声系数nf
edfa
≤5db。
14.进一步地，多个光学真延时单元的器件参数保持一致；通过连续改变第一～第n光学真延时单元的延时量τ1、τ2、
…
、τn，使其相邻光通道的延时量差值满足δτ＝dsinθ/c时，对准天线来波方向，实现波束扫描；其中d为相邻光通道的天线间距，θ为来波方向，c为真空中光速。
15.进一步地，所述每个光学真延时单元的插入损耗≤10db，各延时态的总延时误差≤
±
10ps。
16.进一步地，所述波分复用器的复用通道数大于等于输入光通道的光载波的波长数。
17.进一步地，所述波分复用器的插入损耗≤3.5db，相邻光通道的波长隔离度≥25db。
18.进一步地，所述1
×
2光功分器的分光比为50：50。
19.进一步地，其中所述的两个后端电光强度调制器的器件参数和所述的前端电光强度调制器的器件参数保持一致；调制方式采取低偏置调制，两者的偏置点关于低偏置点对称。
20.进一步地，第一后端电光强度调制器接收的直流偏置信号s4的范围为2v2
π,dc
/3～5v2
π,dc
/6，单一本振信号采取推挽模式输入，其中v2
π,dc
为第一后端电光强度调制器7-1的半
波电压。
21.进一步地，所述每个后端电光强度调制器的插入损耗≤7db，射频半波电压v
π,rf
≤5v，直流半波电压v
π,dc
≤5v。
22.进一步地，其中所述两个光电探测器的器件参数保持一致。
23.进一步地，所述每个光电探测器为pin光电探测器，响应度≥0.8a/w。
24.进一步地，所述激光器、前端电光强度调制器、掺铒光纤放大器、光学真延时单元、波分复用器、1
×
2光功分器、后端电光强度调制器和光电探测器之间均用单模光纤连接。
25.进一步地，所述单模光纤为保偏单模光纤。
26.本发明与现有技术相比，具备以下优点：
27.在该形成网络的后端，利用单一本振即可对所有接收信号进行下变频，无需在阵面前端进行时钟、本振信号的相参分发，减轻了阵面的重量和结构复杂度，并可实现阵面拉远，提升相控阵面的战场生存能力及平台适装性；在阵面后端，利用低偏置调制可以提升整个系统的光功率处理容积，提升下变频效率，实现链路增益、噪声系数等性能的优化；同时，通过在阵面后端采取双平行调制差分链路，许多无用频谱成分可以得到有效抑制，从而提升了下变频信号的可检测度，并且可以减小链路的相对强度噪声；射频信号的波束形成、变频均在光域进行，可处理的频带很宽，适用于高频、大带宽信号的处理。
附图说明
28.图1为实施例一的具有n个通道的微波光子下行波束形成链路示意图。
29.图2为实施例一的4通道下行链路中电信号差分器后的输出射频频谱图。
30.图3为实施例一的光电探测器后的输出射频频谱图。
31.图4为实施例一的仿真中当保持入射到光电探测器的光功率不变时，激光器输出光功率与偏置角的关系图。
32.图5为实施例一的仿真中当保持入射到光电探测器的光功率不变时，链路增益与偏置角的关系图。
33.图中标号所代表的含义为：
34.第一～第n激光器1-1～1-n、第一～第n前端电光强度调制器2-1～2-n、第一～第n掺铒光纤放大器3-1～3-n、第一～第n光学真延时模块4-1～4-n、波分复用器5、1
×
2光功分器6、第一后端电光强度调制器7-1、第二后端电光强度调制器7-2、第一光电探测器8-1、第二光电探测器8-2、电信号差分器9、单模光纤10、射频电缆11、各前端电光强度调制器接收的射频信号s1、各前端电光强度调制器接收的直流偏置信号s2、各后端电光强度调制器接收的本振信号s3、第一后端电光强度调制器接收的直流偏置信号s4、第二后端电光强度调制器接收的直流偏置信号s5。
具体实施方式
35.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
36.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的
技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
37.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
38.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
39.针对上述基于传统电子技术和新型光子技术的相控阵波束形成网络实用性差的问题，本发明提出了一种基于低偏置调制及双平行差分调制的相控阵接收波束形成网络。通过射频光纤拉远，减轻了阵面的重量和结构复杂度，同时在该网络后端，利用单一本振即可对所有下行通道信号进行变频，无需在阵面前端进行时钟本振相参分发；在网络后端，利用低偏置调制可以抑制光电探测器过饱和，提升下变频效率，实现链路增益、噪声系数等性能的优化；同时，通过在阵面后端采取双平行调制差分链路，许多无用频谱成分可以得到有效抑制，从而提升了下变频信号的可检测度，并且可以减小链路的相对强度噪声；射频信号的波束形成、变频均在光域进行，可处理的频带很宽，适用于高频、大带宽信号的处理。
40.本发明提供了一种基于微波光子技术的相控阵接收波束形成网络，具体包括：多个激光器，用于产生多路光载波，其中每个激光器的输出波长均不相同；多个前端电光强度调制器，用于将各路接收射频信号调制到各路光载波上，调制方式采取正交偏置调制，射频输入采取推挽模式输入；多个掺铒光纤放大器，用于补偿每路光信号经光延迟后的损耗；多个光学真延时单元，用于多路光信号的延时调控；一个波分复用器，用于将多路波长不同的光信号合成到同一光路中；一个1
×
2光功分器，用于将下行光信号分成功率相等的两路；两个电光强度调制器，用于将本振信号调制到光载波上，调制方式采取低偏置调制，两个电光强度调制器的偏置点设置为关于低偏置点对称；两个光电探测器，用于对信号的解调；一个电信号差分器，用于对光电探测器解调出的两路射频信号进行相减，差分后的射频信号进入后续的数字信号处理模块；多根单模光纤，用于各器件的光路连接；多根射频电缆，用于电信号的传输。
41.实施例一
42.本实施例提供了一种微波光子相控阵接收波束形成网络，用于高频、大带宽接收信号的单波束形成与下变频处理。该接收网络的一般性原理框图如图1所示，分为阵面前端和阵面后端两部分。假设该链路包含n个接收通道，则该网络包括：
43.1-1、1-2、
…
、1-n——n个激光器，用于产生光载波。第一～第n激光器1-1～1-n的输出光波长分别为λ1～λn，其各不相同，相邻光波长保持相同的波长间隔以匹配波分复用器的波长通道，各激光器的其他参数保持一致。
44.2-1、2-2、
…
、2-n——n个前端电光强度调制器，用于将各前端电光强度调制器接收的射频信号s1调制到各路光载波上。第一～第n前端电光强度调制器2-1～2-n的器件参数保持一致，各前端电光强度调制器接收的s1均采取推挽模式输入，以消除相位啁啾；各前端电光强度调制器接收的直流偏置信号s2均采取正交偏置调制，即：若前端电光强度调制器的半波电压为v1
π,dc
，则各前端电光强度调制器接收的直流偏置信号s2＝v1
π,dc
/2，图1中通道1的s2右侧示意性地给出了第一～第n前端电光强度调制器2-1～2-n的传输函数上正交偏置点的位置。
45.3-1、3-2、
…
、3-n——n个掺铒光纤放大器，用于各路光信号的增益放大。第一～第n掺铒光纤放大器3-1～3-n的器件参数保持一致，以保证各下行通道增益的一致性。
46.4-1、4-2、
…
、4-n——n个光学真延时模块，用于各路光信号的延时调控。第一～第n光学真延时模块4-1～4-n的器件参数保持一致，以保证各接收通道延时量调控方式及调控范围的一致性。通过改变各光学真延时单元的延时量τ1、τ2、
…
、τn，使其满足相邻通道的δτ＝dsinθ/c(其中d为相邻通道天线间距，θ为来波方向，c为真空中光速)时，可对准天线来波方向，实现波束扫描。
47.5——波分复用器，用于将n路光信号合成到同一光路中。其复用通道数大于等于输入光载波数n。
48.上述组件1-1～1-n、2-1～2-n、3-1～3-n、4-1～4-n和5位于阵面前端。
49.6——1
×
2光功分器，用于将波分复用器输出的光信号分成功率相同的两路。
50.7-1、7-2——两个后端电光强度调制器，用于将各后端电光强度调制器接收的本振信号s3调制到光载波上。第一、第二后端电光强度调制器7-1、7-2中，各后端电光强度调制器接收的本振信号s3均采取推挽模式输入，以消除相位啁啾；第一后端电光强度调制器接收的直流偏置信号s4、第二后端电光强度调制器接收的直流偏置信号s5均采取低偏置调制，且s4和s5关于低偏置点对称，即：若第一后端电光强度调制器7-1的半波电压为v2
π,dc
，则直流偏置信号s4的优选偏置范围为2v2
π,dc
/3～5v2
π,dc
/6，s5＝2v2
π,dc-s4；图1中s4和s5右侧分别示意性地给出了第一后端电光强度调制器7-1和第二后端电光强度调制器7-2的传输函数上低偏置点的位置。
51.8-1、8-2——光电探测器，用于将光载射频信号解调出射频信号。
52.9——电信号差分器，用于对第一、第二光电探测器8-1、8-2解调出的两路射频信号进行相减，相减后的射频信号进入后续的数字信号处理模块进行处理。
53.上述组件6、7-1、7-2、8-1、8-2和9位于阵面后端。
54.10——单模光纤，用于各器件之间光路的连接，如图1中各器件之间的黑色实线所示。
55.11——射频电缆，用于电信号的传输，如图1中的黑色虚线所示。
56.以下以4通道下行链路(n＝4)为例，利用optisystem光通信链路仿真软件对该链路进行仿真分析。在此实施例中，设置链路中各组件的主要参数如下：
57.第一～第四激光器1-1～1-4的输出波长λ(频率f)分别为1553.33nm(193thz)、1551.72nm(193.2thz)、1550.12nm(193.4thz)和1548.51nm(193.6thz)，各激光器输出光功率为p
in
＝32mw，相对强度噪声rin＝-155db/hz。
58.第一～第四前端电光强度调制器2-1～2-4和第一～第二后端电光强度调制器7-1、7-2采用马赫-增德尔干涉双臂结构，当加载偏置电压时，双臂材料的折射率由于电光效应发生改变，从而引起传输光相位的变化，在合波后由于干涉形成强度调制效果，设置2-1～2-4、7-1和7-2的插入损耗均为5db(即偏置于最大传输点处的透过率为t
mzm
＝10-0.5
a.u.)，直流半波电压均为v2
π,dc
＝3v，射频半波电压均为v
π,rf
＝3v，前端电光强度调制器2-1～2-4设置为正交偏置，其接收的直流偏置信号s2为v1
π,dc
/2＝1.5v，接收的射频信号s1设置为宽带小信号输入，频率为f
rf
＝32-38ghz，频率间隔2ghz(即32、34、36、38ghz)，信号电压v
rf
《v
bias
/10；第一～第二后端电光强度调制器7-1、7-2设置为低偏置，且两者的偏置点关于低偏置点对称：第一后端电光强度调制器接收的直流偏置信号s4为2v
π,dc
/3＝2v，第二后端电光强度调制器接收的直流偏置信号s5为2v
π,dc-s4＝4v。各后端电光强度调制器接收的本振信号s3均设置为点频输入，频率为f
lo
＝30ghz，信号电压v
lo
＝0.4a.u.。
59.第一～第四掺铒光纤放大器3-1～3-4工作在线性放大区域，具有固定的输出增益，设置为g
edfa
＝20db，噪声系数nf
edfa
＝5db。
60.第一～第四光学真延时单元4-1～4-4可由级联多个2
×
2光开关组成，每对2
×
2光开关之间由两根不同长度的光纤连接，分别作为基态和延时态，通过光开关的“0/1”态电控切换可以实现光纤长度切换，从而实现延时态的改变，n个2
×
2光开关级联可以实现2n个延时态，设置其插入损耗为5db。
61.波分复用器5的插入损耗设置为2.5db；1
×
2光功分器6的插入损耗设置为0db；光电探测器8-1和8-2的参数相同，响应度均设置为r
pd
＝0.8a/w，暗电流设置为10na；电信号差分器9用于两路信号相减。
62.如图3所示为模拟得到的此下行链路中电信号差分器9后的输出射频频谱图，在低频处为下变频后的信号f
signal-f
lo
：2、4、6、8ghz，除此之外，在100ghz以下还存在本振信号f
lo
，上变频信号f
signal
+f
lo
和本振的三次谐波信号3f
lo
。此射频信号经过低通滤波器滤出下变频信号后进入后续数字信号处理单元。此微波光子接收波束形成网络的优越性体现在以下几方面：
63.(1)在链路架构上：传统数字相控阵通常采取时钟、本振相参分发至阵面前端的架构，接收射频信号在每个接收通道内均需与多路本振进行多级下变频至中频，通过模数转换后形成下行数据信号经光纤传输至后端数字接收处理单元进行处理，极大地增加了天线阵面的重量、体积、功耗和结构复杂度。本发明的网络架构利用光载射频传输技术实现阵面端复杂处理单元的光纤拉远，并且通过波分复用将各路下行信号合成到同一光路，在阵面前端无需时钟本振分发；且在拉远的后端仅通过一次本振混频即可实现所有通道接收信号的下变频处理，极大地节约了阵面空间，降低了阵面端功耗，减小了阵面的体积和重量，提升了相控阵雷达阵面的战场生存能力和平台适装性；得益于微波光子超宽带信号处理优势，自甚高频至毫米波频段的混频处理仅需通过一级混频即可实现，无需复杂的混频链路
的同时仍可保证优良的混频性能。
64.(2)阵面后端电光强度调制器采取低偏置调制：在接收波束形成网络中，每一路光载射频信号均包含较高的基波功率，上述信号经过波分复用器合为一路后，进入光电探测器的光功率较高，尤其是下行通道较多时，极易超过光电探测器的饱和光功率。多余的基波光功率不仅无法进一步提升链路的增益和噪声系数，同时还会引起明显的非线性效应。由于基波不携带回波信号，为了保证整个网络的增益和噪声不恶化，无法单纯通过降低激光器输出来避免探测器端的饱和。而现阶段通过光域滤波的方式无法有效应对密集波分复用的光载波信号的基波滤除。本发明通过采取低偏置调制而不改变激光器的入射光功率，无需借助精细复杂的光滤波单元也可以使进入光电探测器的光功率回归至非饱和区，同时保证了链路增益和噪声系数不会出现大幅恶化。以下对此进行原理性说明：
65.考虑一个由激光器、电光强度调制器和光电探测器组成的本征光链路，信号增益g和噪声系数nf可由公式表示如下：
[0066][0067][0068]
其中，r
pd
为光电探测器的响应度、t
mzm
为偏置于最大传输点处的电光强度调制器的透过率、t
link
代表链路损耗项、p
in
为激光器输出光功率、定义为电光强度调制器的偏置角、v
π,rf
为电光强度调制器的射频半波电压、z
in
/z
out
为射频输入/输出匹配阻抗、p
pd
为输入到光电探测器的光功率、rin为激光器相对强度噪声、r
l
为负载电阻、q为单位电荷量、k为玻尔兹曼常数、t为开尔文温度，所述v
bias
为加载在电光强度调制器上的偏置电压。
[0069]
输入到光电探测器的光功率p
pd
与激光器输出光功率p
in
之间存在如下关系：
[0070][0071]
由公式(3)，令p
pd
为定值时，当从π/2(正交偏置点)逐渐增大并移向π(低偏置点)时，逐渐减小，则需增大p
in
来维持p
pd
不变。图4直观地显示了当保持p
pd
不变时偏置角与激光器输出光功率p
in
的关系。对于增益g，公式(1)可根据公式(3)变形为：
[0072][0073]
由公式(4)，当p
pd
保持不变时，g正比于图5直观地显示了增益g与偏置角的关系，可以看出，随着的增大，g会随之增大。当然，由于激光器输出光功率p
in
的限制，g也会有一个最大值限制，不能无限增大。通常，的取值范围优选为2π/3～5π/6。
[0074]
由以上分析可得：当p
pd
保持不变时，g会随着的增大而增大。再由公式(2)，在p
pd
保持不变时，各项噪声功率(公式(2)的各项分子)保持不变，而各项分母由于与g成正比而增大，因此噪声系数nf会减小。
[0075]
(3)阵面后端采取双平行调制差分探测：在阵面后端，通过采取双平行调制差分探
测，许多无用频谱成分可以得到有效抑制，从而提升了下变频信号的可检测度，并且可以减小链路的相对强度噪声。作为与此链路输出射频频谱(图2)的对比，图3展示了光电探测器8-1后的输出射频频谱，即单一分支链路的情况。图2和3中分别标示出了各频谱分量的来源，与图2相比，图3中多了直流信号成分、原信号成分f
signal
、本振的二次谐波成分2f
lo
、本振的二次谐波和原信号的差频成分2f
lo-f
signal
和和频成分2f
lo
+f
signal
。当信号的带宽较大时，这些无用频谱成分也会展宽，特别是靠近有用信号f
signal-f
lo
的2f
lo-f
signal
和f
signal
成分，会对后续滤波处理带来较大的干扰。以下对此进行原理性说明：
[0076]
对于原信号成分f
signal
和直流信号成分，在经过1
×
2光功分器等分成功率相同的两路，然后分别经过电光强度调制器7-1和7-2后进入平衡探测器，对两路信号进行相减，因此原信号成分f
signal
和直流信号成分在平衡探测器输出端被抵消。对于本振的二次谐波成分2f
lo
，若设输入到电光强度调制器7-1和7-2的本振信号均为asinωt，则光电探测器8-1和8-2后的输出光电流分别为：
[0077][0078][0079]
其中，p1和p2分别为两路的输入光功率，和分别为电光强度调制器7-1和7-2的偏置角，且有则两路光电流相减后得：
[0080][0081]
由于p1＝p2，公式(6)中的偶次谐波项被抵消，只留下奇次项，因此本振的二次谐波成分2f
lo
被抵消。
[0082]
由以上分析可得：在双平行调制差分链路中，由于原信号成分f
signal
和本振的二次谐波成分2f
lo
被抵消，那么本振的二次谐波和原信号的差频成分2f
lo-f
signal
和和频成分2f
lo
+f
signal
也被消除。
[0083]
综上所述，本发明“一种微波光子相控阵接收波束形成网络”，可实现相控阵系统中高频、大带宽射频信号的接收单波束形成及下变频处理，相较于现有体制具有如下优势：实现天线阵面混频处理单元的射频光纤拉远，并在阵面后端利用单一本振即可对所有下行通道信号进行光域变频，无需在阵面前端进行时钟、本振信号的相参分发，减轻了阵面的重量、体积、功耗和结构复杂度；在阵面后端，利用低偏置调制抑制光电探测器过饱和，提升下变频效率，实现链路增益、噪声系数等性能的优化；同时，通过在阵面后端采取双平行调制差分链路，许多无用频谱成分可以得到有效抑制，从而提升了下变频信号的可检测度，并且可以减小链路的相对强度噪声；射频信号的波束形成、变频均在光域进行，拓展了可处理射频信号的频率和带宽范围。
[0084]
以上所述仅为本发明的较佳实施例、并不用以限制本发明、凡在本发明的精神和原则之内、所作的任何修改、等同替换、改进等、均应包含在本发明的保护范围之内。