专利名称：用于产生具有宽带任意波形的电信号的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种产生具有宽带任意波形的电信号的方法和装置。
背景技术：
产生任意宽带电波形的装置是已知技术。PCT/GB02/00019公开了 这样的系统。但是所有这样的系统都涉及时分多路复用(TDM)，因此制 造困难，或者造价高昂。
发明内容
因此，在第一个方面，本发明提供一种装置，用于产生具有宽带 任意波形的电信号，所述装置包括
(i) 至少两个连续波激光器，每个适于产生不同波长的光；
(ii) 至少一个脉冲发生器，适于将来自所述激光器的光转换为光 脉冲序列；
(iii) 多个光调制器，每个适于接收至少一种波长的光脉冲序列， 并响应电磁信号调制所述光脉冲序列；
(iv) 光色散元件，适于接收来自所述调制器的所述光脉冲序列， 并在所述光脉冲序列之间引入波长相关的延迟；以及
(v) 光检测器，用于接收调制后的色散光脉冲序列，并与之响应地 产生模拟电信号。
这种装置的优点是能够用较简单的部件制造。这种装置制造较简 单、重量轻。这使得它特别适用于包括雷达干扰和RF伪目标产生系统 的航空电子系统。
优选地，所述电磁信号是微波信号。优选地，所述装置还包括光合路器，所述光合路器用于接收所述 多个激光器的输出，然后将它们合并到单一光路中，合并后的输出被 脉冲发生器接收，所述脉冲发生器将多个波长的所述光斩波为多个光 脉冲序列，所述数字至模拟转换器还包括分光器，所述分光器用于接 收来自所述脉冲发生器的所述光脉冲序列，并将它们分到多个波长相 关的路径中，每个波长相关的路径连接到光调制器。
优选地，所述光合路器和所述分光器中的至少一个包括阵列式波 导光栅。
每个脉冲发生器可适于接收激光器的输出，每个脉冲发生器的输 出脉冲被相应的光调制器接收。
所述光色散元件可包括多个光纤，每个适于接收相应的光调制器 的输出，每个光纤适于向通过它的所述光脉冲序列引入预定的延迟。
优选地，所述装置还包括在所述光纤与光检测器之间的光合路器， 所述光合路器适于将所述多个光纤的输出合并到单一光路中，所述单 一光路被所述光检测器接收。
所述光合路器可以是阵列式波导光栅。
所述装置还可包括光合路器，所述光合路器用于接收所述多个调 制器的输出，并将这些输出合并到单一光路中，所述单一光路被所述 光色散元件接收。
所述光色散元件可以是光纤光缆。
或者，所述光色散元件为光纤布拉格光栅。
8或者，所述光色散元件为中阶梯光栅。
本发明的另一个方面，提供一种装置，用于产生具有宽带任意波 形的电信号
(i) 至少两个连续波激光器，每个适于产生不同波长的光；
(ii) 多个调制器，每个适于接收至少一种波长的光，并响应微波 信号调制所述光；
(iii) 至少一个脉冲发生器，适于接收来自所述调制器的光，并将 其转换为光脉冲序列；
(iv) 光色散元件，适于接收来自所述至少一个脉冲发生器的所述 光脉冲序列，并在所述光脉冲序列之间引入波长相关的延迟；
(v) 光检测器，用于接收调制后的色散光脉冲序列，并与之响应地 产生模拟信号。
这种装置的优点是能够用较简单的部件制造。这种装置制造较简 单、重量轻。这使得它特别适用于包括雷达干扰和RF伪目标产生系统 的航空电子系统。
优选地，所述电磁信号是微波信号。
优选地，所述装置还包括多个脉冲发生器，每个脉冲发生器适于 接收相应调制器的输出。
优选地，所述光色散元件包括多个光纤，每个适于接收来自相应 脉冲发生器的输出，每个光纤适于向通过它的所述光脉冲序列引入预 定的延迟。
优选地，所述装置还包括在所述光纤与光检测器之间的光合路器， 所述光合路器适于将所述多个光纤的输出合并到单一光路中，所述单一光路被所述光检测器接收。
优选地，所述装置还包括在所述脉冲发生器与光色散元件之间的 光合路器，所述光合路器适于接收来自所述多个调制器的所述光脉冲 序列，将它们合并到单一光路中，所述单一光路被所述光色散元件接 收。
优选地，所述装置还包括在所述多个调制器与所述脉冲发生器之 间的光合路器，所述光合路器适于接收来自所述多个调制器的调制后 的光，将它合并到单一光路中，所述单一光路被所述脉冲发生器接收。
所述光色散元件可包括光纤。
或者，所述光色散元件包括光纤布拉格光栅。 或者，所述光色散元件包括中阶梯光栅。
优选地，所述光色散元件包括分光器，用于将接收的光信号分 到多个波长相关的路径中；光合路器，用于将多个波长相关的路径合 并为单一光路；以及多个光纤，每个光纤延伸在所述分光器的输出与 所述光合路器的相应输入之间。
本发明的另一个方面，提供一种产生具有宽带任意波形的电信号 的方法，包括步骤
提供多个连续波激光器，每个适于产生不同波长的光；
(ii) 将来自每个所述激光器的所述光通过不同的调制器，所述光 在所述调制器处被接收的电磁信号调制；
(iii) 将所述光斩波为光脉冲序列；
(iv) 在每个所述光脉冲序列之间引入时间延迟；
(v) 由光检测器将所述光脉冲序列转换为模拟电信号。优选地，接收的电磁信号是微波信号。
优选地，所述光在调制前被斩波为光脉冲。
由至少一个光纤可在所述脉冲之间引入所述时间延迟。
由中阶梯光栅或光纤布拉格光栅中的至少一个可在所述脉冲之间 引入所述时间延迟。
在被所述光检测器接收之前，来自所述多个激光器的所述光可由 至少一个阵列式波导光栅被合并到单一光路中。
下面仅通过实例描述本发明，并且没有任何限制性地参照附图， 附图中-
图l以示例形式示出根据本发明的数字至模拟转换器的第一实施
例；
图2以示例形式示出根据本发明的数字至模拟转换器的第二实施
例；
图3以示例形式示出根据本发明的数字至模拟转换器的第三实施
例；
图4以示例形式示出根据本发明的数字至模拟转换器的第四实施
例；
图5以示例形式示出根据本发明的数字至模拟转换器的第五实施
例；
图6以示例形式示出根据本发明的数字至模拟转换器的第六实施
例；
图7以示例形式示出根据本发明的数字至模拟转换器的第七实施
例；图8以示例形式示出根据本发明的数字至模拟转换器的第八实施例。
具体实施例方式
图1中示出根据本发明的装置的第一实施例。装置2包括多个连 续波(CW)激光器2。每个激光器2产生不同波长的光。分离的脉冲发 生器3连接到每个激光器2的输出，如图所示。脉冲发生器3将激光 器2的连续波输出转换为脉冲。典型的脉冲长度的量级为1至1000皮 秒，优选量级为10至1000皮秒。脉冲发生器3的输出每个传给分离 的调制器4。当脉冲通过调制器4时，这些脉冲被接收的微波信号(未 示出)调制。这种调制器4，例如马赫-增德尔调制器(Mach Zehnder modulator)的操作广为人知，不做进一步讨论。每个调制器4接收不同 的调制信号，因此将以不同的量调制通过它的脉冲。
离开调制器4后脉冲通过光色散部件5。这包括多个光纤5，每个 连接到调制器4，使得每个脉冲经过不同的路径。各个光纤5的长度不 同，因此当脉冲离开光纤5时脉冲之间被引入预定的时间延迟。
然后各个脉冲被光合路器6合并入单一光路中，光合路器6包括 阵列式波导光栅6。脉冲沿着该光路进入光检测器。光检测器7将脉冲 转换为宽带电信号。
图2中示出本发明的第二实施例。除了脉冲产生阶段之外，本实 施例与图1中的实施例相同。本实施例中激光器2的输出被阵列式波 导光栅8合并到单一光路中，该单一光路被单一脉冲发生器9接收。 脉冲发生器9同时将通过它的所有波长斩波为光脉冲。
离开脉冲发生器9的光脉冲被分光器10分到多个波长相关的路径 中，分光器IO包括第二阵列式波导光栅10。该分光器10的输出被多 个如上所述的调制器4接收。相比于图1所示的实施例，本实施例的优点在于由于只使用一 个脉冲发生器9对激光器2的连续波输出进行斩波，所以能够以很高 的精确度同时进行斩波。
图3中示出根据本发明的装置的第三实施例。除了光色散元件之 外，本实施例与图1中的实施例相同。本实施例中离开调制器4的脉 冲被光合路器11合并在一起，该光合路器11包括阵列式波导光栅
(AWG)ll。然后合并的信号通过光纤12传给光检测器7。光纤12对于 不同的波长具有不同的折射率，从而在脉冲之间引入时间延迟。
图4中示出根据本发明的装置的另一实施例。除了调制器4与脉 冲发生器3的位置相互交换之外，本实施例与图1中的实施例相同。 本实施例中优选地在被脉冲发生器3将脉冲斩波之前进行调制。
图5中示出根据本发明的装置的另一实施例。本实施例中激光器 2的连续波输出通过分离的调制器4。调制以后，调制后的连续波被阵 列式波导光栅13合并。AWG 13的输出通过脉冲发生器14，该脉冲发 生器14同时将所有的连续波斩波为脉冲。然后脉冲经过色散光纤15， 在脉冲被光检测器7接收之前，色散光纤15在脉冲之间引入波长相关 的时间延迟。
除了分别用光纤布拉格光栅16和中阶梯光栅17代替色散光纤15 之外，图6和图7的实施例与图5的实施例相同。这些光栅的操作广 为人知，不做进一步讨论。
图8中示出本发明的另一实施例。本发明中光色散元件包括阵列 式波导光栅18，阵列式波导光栅18将脉冲分到多个波长相关的路径中。 然后这些脉冲每个沿不同的光纤19行进。所述光纤设计为使得当脉冲 离开光纤时，脉冲之间出现波长相关的时间延迟。包括AWG 20的光合路器20将色散光脉冲合并到单一光通道中，该单一光通道被光检测 器7接收。
权利要求
1.一种装置，用于产生具有宽带任意波形的电信号，所述装置包括(i)至少两个连续波激光器，每个适于产生不同波长的光；(ii)至少一个脉冲发生器，适于将来自所述激光器的所述光转换为光脉冲序列；(iii)多个光调制器，每个调制器适于接收至少一种波长的光脉冲序列，并响应于电磁信号调制所述光脉冲序列；(iv)光色散元件，适于接收来自所述调制器的所述光脉冲序列，并在所述光脉冲序列之间引入波长相关的延迟；以及(v)光检测器，用于接收调制后的色散光脉冲序列，并响应于该色散光脉冲序列产生模拟电信号。
2. 如权利要求l所述的装置，还包括光合路器，所述光合路器用 于接收所述多个激光器的输出，然后将它们合并到单一光路中，所述 合并后的输出被脉冲发生器接收，所述脉冲发生器将多个波长的所述 光斩波为多个光脉冲序列，所述数字至模拟转换器还包括分光器，所 述分光器用于接收来自所述脉冲发生器的所述光脉冲序列，并将它们 分到多个波长相关的路径中，每个波长相关的路径连接到光调制器。
3. 如权利要求2所述的装置，其中，所述光合路器和所述分光器 中的至少一个包括阵列式波导光栅。
4. 如权利要求l所述的装置，包括多个脉冲发生器，每个脉冲发 生器适于接收激光器的输出，每个脉冲发生器的输出脉冲被相应的光 调制器接收。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述光色散元 件包括多个光纤，每个光纤适于接收相应的光调制器的输出，每个光纤适于向通过它的所述光脉冲序列引入预定的延迟。
6. 如权利要求5所述的装置，还包括在所述光纤与光检测器之间 的光合路器，所述光合路器适于将所述多个光纤的输出合并到单一光 路中，所述单一光路被所述光检测器接收。
7. 如权利要求6所述的装置，其中，所述光合路器为阵列式波导
8. 如权利要求l至4中任一项所述的装置，还包括光合路器，所 述光合路器用于接收所述多个调制器的输出，并将这些输出合并到单 一光路中，所述单一光路被所述光色散元件接收。
9. 如权利要求8所述的装置，其中，所述光色散元件为光纤光缆。
10. 如权利要求8所述的装置，其中，所述光色散元件为光纤布 拉格光栅。
11. 如权利要求8所述的装置，其中，所述光色散元件为中阶梯
12. —种装置，用于产生具有宽带任意波形的电信号(i) 至少两个连续波激光器，每个适于产生不同波长的光；(ii) 多个调制器，每个适于接收至少一种波长的光，并响应于微 波信号调制所述光；(m)至少一个脉冲发生器，适于接收来自所述调制器的光，并将 它转换为光脉冲序列；(iv) 光色散元件，适于接收来自所述至少一个脉冲发生器的所述 光脉冲序列，并在所述光脉冲序列之间引入波长相关的延迟；(v) 光检测器，用于接收调制后的色散光脉冲序列，并响应于所述色散光脉冲序列产生模拟信号。
13. 如权利要求12所述的装置，包括多个脉冲发生器，每个脉冲 发生器适于接收相应调制器的输出。
14. 如权利要求13所述的装置，其中，所述光色散元件包括多个光纤，每个适于接收来自相应脉冲发生器的输出，每个光纤适于向通 过它的所述光脉冲序列引入预定的延迟。
15. 如权利要求14所述的装置，还包括在所述光纤与所述光检测 器之间的光合路器，所述光合路器适于将所述多个光纤的输出合并到 单一光路中，所述单一光路被所述光检测器接收。
16. 如权利要求13所述的装置，还包括在所述脉冲发生器与光色 散元件之间的光合路器，所述光合路器适于接收来自所述多个调制器 的所述光脉冲序列，并将它们合并到单一光路中，所述单一光路被所 述光色散元件接收。
17. 如权利要求12所述的装置，还包括在所述多个调制器与所述 脉冲发生器之间的光合路器，所述光合路器适于接收来自所述多个调 制器的调制后的光，并将它们合并到单一光路中，所述单一光路被所 述脉冲发生器接收。
18. 如权利要求16和17中任一项所述的装置，其中，所述光色 散元件包括光纤。
19. 如权利要求16或17所述的装置，其中，所述光色散元件包 括光纤布拉格光栅。
20. 如权利要求16或17所述的装置，其中，所述光色散元件包括中阶梯光栅。
21. 如权利要求16或17所述的装置，其中，所述光色散元件包 括分光器，用于将接收的光信号分到多个波长相关的路径中；光合 路器，用于将多个波长相关的路径合并为单一光路；以及多个光纤， 每个光纤在所述分光器的输出与所述光合路器的相应输入之间延伸。
22. —种产生具有宽带任意波形的电信号的方法，包括步骤(i) 提供多个连续波激光器，每个适于产生不同波长的光；(ii) 将来自每个所述激光器的所述光通过不同的调制器，所述光 在所述不同的调制器处被接收的数字信号调制；(m)将所述光斩波为光脉冲序列；(iv)在每个所述光脉冲序列之间引入时间延迟；(V)由光检测器将所述光脉冲序列转换为模拟电信号。
23. 如权利要求22所述的方法，其中，所述光在调制前被斩波为光脉冲序列。
24. 如权利要求22或23所述的方法，其中，由至少一个光纤在 所述光脉冲序列之间引入所述时间延迟。
25. 如权利要求22或23所述的方法，其中，由中阶梯光栅或光 纤布拉格光栅中的至少一个在所述光脉冲序列之间引入所述时间延 迟。
26. 如权利要求24至25中任一项所述的方法，其中，在被所述 光检测器接收之前，来自所述多个激光器的所述光由至少一个阵列式 波导光栅合并到单一光路中。
27. —种基本上如上所述的装置。
28. —种基本上如上参照附图所述的装置。
29. —种基本上如上所述的方法。
30. —种基本上如上参照附图所述的方法。
全文摘要
一种装置，用于产生具有宽带任意波形的电信号，包括(i)至少两个连续波激光器，每个适于产生不同波长的光；(ii)至少一个脉冲发生器，适于将来自所述激光器的光转换为光脉冲序列；(iii)多个光调制器，每个调制器适于接收至少一种波长的光脉冲序列，并响应电磁信号调制所述光脉冲序列；(iv)光色散元件，适于接收来自所述调制器的所述光脉冲序列，并在所述光脉冲序列之间引入波长相关的延迟；以及(v)光检测器，用于接收调制后的色散光脉冲序列，并与之响应地产生模拟电信号。
文档编号H04B10/2513GK101322336SQ200680045218
公开日2008年12月10日 申请日期2006年11月28日 优先权日2005年12月1日
发明者约翰·希顿 申请人:菲尔特罗尼克公开有限公司