一种差分相位编码的微波信号产生方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种差分相位编码的微波信号产生方法及装置，尤其设及一种基于微 波光子技术实现的差分相位编码的微波信号产生方法及装置，属于通信、雷达与微波光子 学领域。
【背景技术】
[0002] 相位编码或差分相位编码是微波通信系统中常用的调制格式，也是雷达系统中实 现脉冲压缩W提高距离分辨率的关键技术之一。特别的，使用差分相位编码格式能明显提 高微波通信系统的可靠性。随着通信与雷达等系统所需要的相位编码信号的载频不断提 升、带宽不断增大，如何产生高频、大带宽的相位编码信号成为通信与雷达系统亟需解决的 问题。
[0003] 传统的相位编码信号通过电子技术产生，但是信号的带宽受限并且载波频率较 低，当使用混频的方法提升信号带宽与频率时会导致信号质量恶化，因而难W满足未来通 信与雷达系统的需求。与采用电子技术相比，利用微波光子技术产生相位编码的微波信号 具有频率高、带宽大、损耗低、体积小、抗电磁干扰能力强等优势，受到人们的高度重视。近 年来，研究人员提出了许多种基于微波光子技术的相位编码信号产生方法，但目前该些方 法通常存在W下几方面问题；第一、由于光电探测器实现光电转换时遵循平方律检波，得到 的相位编码信号中存在较多的低频成分，在信号发射前必须使用滤波器将低频成分去除， 使系统复杂度升高；第二、得到的相位编码信号的载频与驱动系统的微波信号源频率相同， 因此要产生高载频的相位编码信号必需要使用高频的微波信号源，使系统成本增加；第S、 如需要产生差分相位编码的微波信号，必须在电域首先完成信号的差分编码，然后作为微 波光子系统的输入，而不能利用原始的编码信号作为输入直接产生差分相位编码的微波信 号。
【发明内容】
[0004] 发明目的；为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于微波光子技术 实现的差分相位编码的微波信号产生方法及装置，利用原始的编码信号作为系统输入直接 产生具有差分相位编码的微波信号。
[0005] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] -种差分相位编码的微波信号产生方法，激光器产生直流光信号输入第一电光调 制器；微波信号源产生单频微波信号驱动第一电光调制器；利用第一电光调制器对所述直 流光信号进行抑制载波双边带调制得到两个子载波光信号，所述两个子载波光信号进入第 二电光调制器；编码信号产生器产生二值编码信号作为驱动信号进入第二电光调制器；在 第二电光调制器中，利用编码信号产生器产生的二值编码信号对两个子载波光信号同时进 行相位调制；第二电光调制器输出的光信号进入级联马赫曾德尔干设仪；级联马赫曾德尔 干设仪由第一级马赫曾德尔干设仪和第二级马赫曾德尔干设仪组成；所述第一级马赫曾德 尔干设仪对第二电光调制器输出的光信号引入延时差，使第一级马赫曾德尔干设仪两个输 出端具有互补的梳状滤波特性，从而将两个子载波光信号分开，第二级马赫曾德尔干设仪 对第一级马赫曾德尔干设仪输出的分开的两个子载波光信号引入延时差后，两个子载波光 信号互相干设得到光强度互补的两路光信号输出；其中；第一级马赫曾德尔干设仪中引入 的延时差为Ti= lパ4fw)，fw为微波信号源产生的单频微波信号频率；所述第二级马赫 曾德尔干设仪中引入的延时差为T 2= 1/B，B为编码信号产生器产生的二值编码信号的速 率；第二级马赫曾德尔干设仪输出的光强度互补的两路光信号分别送至平衡光电探测器的 两个输入端；平衡光电探测器的输出即为差分相位编码的微波信号。
[0007] 进一步的，利用相位调制器将编码信号产生器产生的二值编码信号相位调制于两 个子载波光信号上，其中相位调制器的调制深度为n。
[000引一种差分相位编码的微波信号产生装置，包括；激光器、第一电光调制器、第二电 光调制器、级联马赫曾德尔干设仪、平衡光电探测器、微波信号源和编码信号产生器；所述 平衡光电探测器中设置有两个宽带光电探测器；所述激光器的输出端连接第一电光调制器 的输入端；所述第一电光调制器的输出端连接第二电光调制器的输入端；沿第二电光调制 器的信号输出方向依次连接级联马赫曾德尔干设仪和平衡光电探测器；所述微波信号源的 输出端与第一电光调制器的驱动信号输入端连接；所述编码信号产生器的输出端与第二电 光调制器的驱动信号输入端连接。
[0009] 进一步的，所述第一电光调制器采用宽带马赫曾德尔调制器。
[0010] 进一步的，所述第二电光调制器为宽带电光相位调制器。
[0011] 有益效果；本发明提供的一种差分相位编码的微波信号产生方法及装置：
[0012] (1)最终产生的差分相位编码微波信号载频为驱动第一电光调制器的微波源信号 频率的二倍，因而能利用低频器件产生高频微波信号。
[0013] (2)无需电域差分编码模块，能利用原始的编码信号作为系统输入直接产生具有 差分相位编码的微波信号。
[0014] 做通过平衡光电探测获得差分输出，可W去除输出信号中的低频背景噪声干扰， 并增大相位编码微波信号的功率。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明中差分相位编码的微波信号产生装置的结构示意图；
[0016] 图2为通过实施例产生差分相位编码的微波信号的实验结果：
[0017] 图2(a)为产生的差分相位编码信号的归一化波形；
[0018] 图2化）为原始二值编码信号波形；
[0019] 图2(c)为经过延时T 2后的二值编码信号波形；
[0020] 图2(d)为依据希尔伯特变换从产生的相位编码微波信号中提取出的相位信息。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0022] 一种差分相位编码的微波信号产生装置，包括；激光器、第一电光调制器、第二电 光调制器、级联马赫曾德尔干设仪、平衡光电探测器、微波信号源和编码信号产生器；所述 激光器的输出端连接第一电光调制器的输入端；所述第一电光调制器的输出端连接第二电 光调制器的输入端；沿第二电光调制器的信号输出方向依次连接级联马赫曾德尔干设仪和 平衡光电探测器；所述微波信号源的输出端与第一电光调制器的驱动信号输入端连接；所 述编码信号产生器的输出端与第二电光调制器的驱动信号输入端连接。
[0023] 第一电光调制器优选为宽带马赫曾德尔调制器，其偏置电压对应马赫曾德尔调制 器的强度调制传递函数最低点；所述第二电光调制器优选为宽带电光相位调制器，由编码 信号产生器产生的二值编码信号驱动，实现相位调制深度为n，即对应二值编码信号的不 同电平，第二电光调制器输出的光信号的相位相差n ;所述级联马赫曾德尔干设仪由两级 马赫曾德尔干设仪构成，该级联马赫曾德尔干设仪具有一个光信号输入端口与两个光信号 输出端口，其中第一级马赫曾德尔干设仪的两个干设臂对输入光信号的延时差为Ti= 1/ (4fw) (fw为驱动第一电光调制器的单频微波信号频率，单位为Hz)，所述延时差是指级联 马赫曾德尔干设仪中的干设臂对光信号的延时的差，假设在第一级马赫曾德尔干设仪中一 个干设臂上延时量为（A+Ti)