專利名稱：利用級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔產(chǎn)生毫米波的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種副載波信號的產(chǎn)生方法，特別涉及一種利用級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔產(chǎn)生毫米波的方法。

背景技術(shù)：
隨著移動通信技術(shù)、無線接入網(wǎng)等技術(shù)的迅速發(fā)展，對副載波的通信容量的需求越來越高。為了提高信息的容量，電磁波的頻率必須進一步提高。從目前的微波波段提高到毫米波波段，是下一代包括無線通信在內(nèi)的各種相關(guān)技術(shù)發(fā)展最有希望的目標，受到各國科技界的重視。毫米波副載波光通信需要解決的一個關(guān)鍵問題就是毫米波的產(chǎn)生。近年來毫米波發(fā)生器的研究工作已經(jīng)有了很多報道，提出了多種技術(shù)方案，大致上可以分成三種類型一是使用外部光學調(diào)制器法，即利用外部光學調(diào)制器實現(xiàn)在毫米波頻段的調(diào)制。但是這種方法產(chǎn)生的毫米波信號功率隨著傳輸距離和載波頻率呈現(xiàn)周期性的變化，為此需要采用單邊帶調(diào)制、光纖光柵色散補償和光學相位共軛等方法加以補償；二是采用低頻微波副載波光纖傳輸和在基站實現(xiàn)頻率上轉(zhuǎn)換的技術(shù)。但是在基站中需要增加一個頻率上轉(zhuǎn)換器和相關(guān)的毫米波電路設(shè)備，增加了基站的復雜性和成本；三是光外差的方法，光外差的方法是傳輸兩個頻率差等于所需要的毫米波頻率的窄線寬光波，其中之一攜帶了需要傳輸信息的基帶數(shù)據(jù)，在基站通過外差產(chǎn)生毫米波載波信號。因為在光外差法中采用了兩個半導體激光器，它們存在隨機的相位噪聲。由此產(chǎn)生的拍頻毫米波信號也將存在相位噪聲。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有毫米波的產(chǎn)生復雜、成本高或有噪聲的問題，提出了一種利用級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔產(chǎn)生毫米波的方法，用此方法產(chǎn)生毫米波成本低、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、無需有源器件。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種利用級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔產(chǎn)生毫米波的方法，包括如下步驟 1)、超短脈沖通過端面耦合輸入到級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔中，其中超短脈沖作用時間和初始輸入脈沖寬度可調(diào)； 2)、從級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔輸出的具有毫米波頻率的脈沖序列進入高速光電探測器進行光電轉(zhuǎn)換輸出電信號； 3)、輸出電信號最后經(jīng)帶通濾波器濾波后輸出毫米波頻率的射頻信號。
所述超短脈沖是高斯脈沖。
所述的級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔中，環(huán)形腔的數(shù)目可以根據(jù)輸出毫米波波形的需要調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明利用級聯(lián)環(huán)形諧振腔產(chǎn)生毫米波的方法，用此方法產(chǎn)生毫米波具有制作成本低、器件結(jié)構(gòu)簡單、可以通過改變級聯(lián)環(huán)形諧振腔的數(shù)目對產(chǎn)生的毫米波進行調(diào)諧、不需要泵浦光、毫米波信號性能優(yōu)良的優(yōu)點。



圖1為本發(fā)明利用級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔產(chǎn)生毫米波的方法中毫米波產(chǎn)生的路徑示意圖。

具體實施例方式 對于一個高斯脈沖，其在時域內(nèi)通常的表達式為 對上式進行傅里葉變換，得到高斯脈沖的頻域表達式為 對于級聯(lián)無源波導環(huán)形諧振腔，其頻域傳輸函數(shù)通過推導可以得到 式中n為波導等效折射率，l為環(huán)形腔的周長。γ為環(huán)形腔的損耗因子，γ＝exp(-αl)。直通臂的光振幅耦合系數(shù)為k。耦合器的光功率分束比為k2∶(1-k2)。
當高斯脈沖通過環(huán)形諧振腔時，輸出脈沖在頻域上的表達式為 E2(ω)＝E1(ω)χ(ω) 輸出脈沖在時域上的表達式可以通過傅里葉逆變換得到 其中 利用公式(5)，可以得到產(chǎn)生毫米波的方法適當?shù)脑O(shè)計級聯(lián)無源波導環(huán)形諧振腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)，級聯(lián)環(huán)形腔的數(shù)量，就可以將一個超短的PS量級的脈沖變換為一個間隔為毫米波頻率的脈沖序列，然后通過光電二極管的光電轉(zhuǎn)換，可以獲得毫米波頻率的射頻信號的輸出，最后通過濾波得到所需毫米波。
如圖1所示產(chǎn)生毫米波路徑示意圖，超短脈沖1通過端面耦合輸入到級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔2，后進入高速光電探測器3進行光電轉(zhuǎn)換，最后經(jīng)帶通濾波器4來實現(xiàn)濾波性能，輸出毫米波信號。
權(quán)利要求
1、一種利用級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔產(chǎn)生毫米波的方法，其特征在于，包括如下步驟
1)、超短脈沖通過端面耦合輸入到級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔中，其中超短脈沖作用時間和初始輸入脈沖寬度可調(diào)；
2)、從級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔輸出的具有毫米波頻率的脈沖序列進入高速光電探測器進行光電轉(zhuǎn)換輸出電信號；
3)、輸出電信號最后經(jīng)帶通濾波器濾波后輸出毫米波頻率的射頻信號。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述利用環(huán)形諧振腔產(chǎn)生毫米波的方法，其特征在于，所述超短脈沖是高斯脈沖。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述利用環(huán)形諧振腔產(chǎn)生毫米波的方法，其特征在于，所述的級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔中，環(huán)形腔的數(shù)目可以根據(jù)輸出毫米波波形的需要調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔產(chǎn)生毫米波的方法，將一個超短的皮秒量級的脈沖通過級聯(lián)無源環(huán)形諧振腔變換為一個間隔為毫米波頻率的脈沖序列，然后通過光電二極管的光電轉(zhuǎn)換，可以獲得毫米波頻率的射頻信號的輸出。用此方法產(chǎn)生毫米波具有制作成本低、器件結(jié)構(gòu)簡單、可以通過改變級聯(lián)環(huán)形諧振腔的數(shù)目對產(chǎn)生的毫米波進行調(diào)諧、不需要泵浦光、毫米波信號性能優(yōu)良的優(yōu)點。
文檔編號H04B10/152GK101667869SQ20091019520
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者初鳳紅 申請人:上海電力學院