專利名稱：高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及微波光子技術領域，特別涉及一種高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統。
背景技術：
在未來通信系統寬帶化和無線化的驅使下，能承載高速數據傳輸業務的光纖通信技術與無線通信技術的融合是必然趨勢，所以利用光纖傳輸模擬射頻信號也成為各種應用中極其重要的信息傳遞方式。模擬光纖鏈路在天線遠端以及各種光載無線系統中具有廣泛的應用需求。與傳統的同軸電纜相比，光纖具有抗張強度好，體積小，質量輕，頻帶寬、通信容量大，以及抗電磁干擾等多種優勢。但是，由于模擬光鏈路傳輸的是高頻微波信號或者寬帶射頻業務，所以遠距離傳輸時，必須考慮光纖色散引入的功率衰落效應，這都將對模擬鏈路的性能產生非常大的影響，限制了模擬鏈路的工作頻段向高頻發展，尤其是毫米波波段， 同時也大大限制了鏈路系統的工作帶寬；如何在寬帶范圍內實現色散補償與射頻信號的高質量遠距離拉遠至關重要，這將是模擬光鏈路技術是否可以大規模運用的前提。如圖1所示是現有技術中提出的基于單邊帶調制的色散補償結構的結構圖。上述色散補償結構雖然結構簡單，但是僅僅適用于單邊帶調制方式的系統，兩臂的輸入射頻信號相位差為90度，雙臂直流偏置差必須為半個半波電壓值，所以整個鏈路的補償效果與移相器和偏置點的設置密切相關，這都會對系統的穩定可靠度提出挑戰；除此以外，此方案由于偏置點設置原因，增益受限。因此，有必要設計一種結構簡單易控制，實用性強，適用范圍廣，并且低成本的高頻寬帶色散補償拉遠系統。
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明的目的是提供一種低成本、簡單可靠地實現高頻寬帶色散補償，提高高頻寬帶模擬光傳輸鏈路的性能，實現高頻寬帶射頻信號拉遠的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統。( 二 )技術方案為了解決上述技術問題，本發明提供一種高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統，包括光源，用于產生光載波；雙輸出強度調制器，用于將高頻寬帶射頻輸入信號調制到光載波上，并且將調制后的光信號分為兩路從兩個端口輸出；偏振控制器，連接于所述光源與雙輸出強度調制器之間，用于將光源輸出的光載波的偏振態調整為與雙輸出強度調制器的主軸一致；偏振合束器，與所述雙輸出強度調制器的輸出端口連接，用于將兩端口輸出的光信號耦合；
光纖，與所述偏振合束器連接，用于傳輸所述耦合后的光信號；以及探測器，與所述光纖連接，用于將所述耦合后的光信號轉換成電信號，恢復加載的高頻寬帶射頻信號。優選地，所述雙輸出強度調制器能夠根據需要設定兩路高頻寬帶射頻輸入信號的幅度和相位。優選地，所述雙輸出強度調制器為非推挽結構，包括兩個射頻輸入端口、一個偏置電壓控制端以及兩路光輸出端口。優選地，所述雙輸出強度調制器的其中一路射頻輸入端口用50歐姆電阻匹配，高頻寬帶射頻信號通過另外一路射頻輸入端口調制到光載波上，偏置點能夠根據需要進行設定。優選地，所述雙輸出強度調制器的兩輸出端口尾纖為保偏結構。優選地，通過所述偏振合束器耦合后的兩路調制光信號偏振正交。優選地，所述光源為激光器。優選地，所述光纖為單模光纖。(三)有益效果1.本發明是為了實現高頻寬帶射頻信號光纖拉遠設計的，核心的器件為雙輸出強度調制器和偏振合束器，使用本發明設計結構，原理上可以補償任意頻段射頻信號帶來的色散衰落，拉遠系統的工作帶寬僅受調制器、探測器以及其它微波器件的帶寬影響，因此具有高頻寬帶拉遠的功能。2.調制器的偏置點可以根據系統需要任意設定，鏈路的色散補償效果對偏置點的漂移不敏感，大大降低了系統的調制復雜度并提高了穩定可靠性。3.由于利用偏振合束器耦合輸出的兩路調制光信號在光纖鏈路傳輸過程中偏振態保持正交關系，兩路調制輸出的光信號可以在一根光纖中傳輸，不存在光域的干涉問題， 系統穩定可靠，實現拉遠。4.由于采用偏振正交的非相干方法，經過拉遠傳輸后，可以通過單個普通探測器即可恢復加載的射頻信號，大大降低了接收端的成本。
圖1為現有技術中的基于單邊帶調制的高頻寬帶射頻信號傳輸鏈路結構圖；圖2為本發明采用的雙輸出強度調制器一實施例的結構圖；圖3為本發明高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統一實施例的結構圖。其中，現有技術1 光源；2 偏振控制器；3 雙驅調制器；3a 射頻輸入端口 ；3b 移相器；3c 直流偏置端；4 單模光纖；5 探測器；本發明10 光源；20 偏振控制器；30 雙輸出強度調制器；31，32 射頻輸入端口 ；33 直流偏置端；34，35 光輸出端口 ；40 偏振合束器；50 光纖；60 探測器。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不是限制本發明的范圍。
圖2為本發明采用的雙輸出強度調制器一實施例的結構圖，為非推挽結構，包括兩個射頻輸入端口 31，32、一個直流偏置端33以及兩路光輸出端口 34，35。可以根據需要設定兩路射頻輸入信號的幅度和相位，但是為了引入啁啾分量，兩路信號的相位差不可以設定為180度。在一實施例中，使用其中一路射頻輸入口，另外一路射頻輸入口用50歐姆電阻匹配，偏置點可以根據實際需要進行設定，并且調制后的光信號分為兩路從兩光輸出端口的保偏尾纖輸出。圖3為本發明高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統一實施例的結構圖，包括光源10， 用于產生光載波，承載射頻信號，并且該光載波為任意偏振態，在本實施例中光源10為激光器；雙輸出強度調制器30，用于將高頻寬帶射頻輸入信號調制到光載波上，并且將調制后的光信號分為兩路從兩個端口輸出；偏振控制器20，連接于所述光源10與雙輸出強度調制器20之間，用于將光源10輸出的光載波的偏振態調整為與雙輸出強度調制器30的主軸一致；偏振合束器40，與所述雙輸出強度調制器30的輸出端口連接，用于將兩端口輸出的光信號耦合，使得兩路信號偏振正交后輸入到一根光纖中進行傳輸；光纖50，與所述偏振合束器40連接，用于傳輸所述耦合后的光信號；以及探測器60，與所述光纖50連接，用于將所述耦合后的光信號轉換成電信號，恢復加載的高頻寬帶射頻信號。在本發明一實施例中，光纖50為長距離單模光纖，用于遠距離傳輸承載了高頻寬帶射頻信息的光信號，由于上述設計，兩路輸出光信號在光纖中保持偏振正交，并且色散帶來的相關頻率響應互補，如公式(1)和( 所示
權利要求
1.一種高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統，其特征在于，包括光源(10)，用于產生光載波；雙輸出強度調制器(30)，用于將高頻寬帶射頻輸入信號調制到光載波上，并且將調制后的光信號分為兩路從兩個端口輸出；偏振控制器(20)，連接于所述光源(10)與雙輸出強度調制器00)之間，用于將光源 (10)輸出的光載波的偏振態調整為與雙輸出強度調制器(30)的主軸一致；偏振合束器(40)，與所述雙輸出強度調制器(30)的輸出端口連接，用于將兩端口輸出的光信號耦合；光纖(50)，與所述偏振合束器00)連接，用于傳輸所述耦合后的光信號；以及探測器(60)，與所述光纖(50)連接，用于將所述耦合后的光信號轉換成電信號，恢復加載的高頻寬帶射頻信號。
2.如權利要求1所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統，其特征在于，所述雙輸出強度調制器(30)為雙路射頻輸入模式，能夠根據需要設定兩路高頻寬帶射頻輸入信號的幅度和相位。
3.如權利要求1所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統，其特征在于，所述雙輸出強度調制器(30)為非推挽結構，包括兩個射頻輸入端口、一個偏置電壓控制端以及兩路光輸出端口。
4.如權利要求3所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統，其特征在于，所述雙輸出強度調制器(30)的其中一路射頻輸入端口用50歐姆電阻匹配，高頻寬帶射頻信號通過另外一路射頻輸入端口調制到光載波上，偏置點能夠根據需要進行設定。
5.如權利要求3所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統，其特征在于，所述雙輸出強度調制器(30)的兩輸出端口尾纖為保偏結構。
6.如權利要求1-5中任意一項所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統，其特征在于， 通過所述偏振合束器GO)耦合后的兩路調制光信號偏振正交。
7.如權利要求1所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統，其特征在于，所述光源(10) 為激光器。
8.如權利要求1所述的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統，其特征在于，所述光纖(50) 為單模光纖。
全文摘要
本發明為一種高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統，包括光源，用于產生光載波；雙輸出強度調制器，用于將高頻寬帶射頻輸入信號調制到光載波上，并且將調制后的光信號分為兩路從兩個端口輸出；偏振控制器，連接于所述光源與雙輸出強度調制器之間，用于將光源輸出的光載波的偏振態調整為與雙輸出強度調制器的主軸一致；偏振合束器，與所述雙輸出強度調制器的輸出端口連接，用于將兩端口輸出的光信號耦合；光纖，與所述偏振合束器連接，用于傳輸所述耦合后的光信號；以及探測器，與所述光纖連接，用于將所述耦合后的光信號轉換成電信號，恢復加載的高頻寬帶射頻信號。本發明可實現高性能、低成本和長距離的高頻寬帶射頻信號光纖拉遠。
文檔編號H04W88/08GK102237931SQ201110197260
公開日2011年11月9日 申請日期2011年7月14日 優先權日2011年7月14日
發明者伍劍, 崔巖, 徐坤, 戴鍵, 林金桐, 段瑞敏 申請人:北京郵電大學