一种兼容光电双接口的全光上变频及下变频模块

    专利查询2025-04-10  17


    本发明涉及毫米波太赫兹通信,尤其涉及一种兼容光电双接口的全光上变频及下变频模块。


    背景技术:

    1、毫米波、太赫兹具有丰富的频谱带宽资源,可以支撑未来6g超高速、大容量通信。光子毫米波/太赫兹技术充分利用光纤通信和无线通信的优势,实现两者的无缝融合,能够解决超大容量毫米波/太赫兹覆盖难题,推进6g太赫兹通信商用进程。

    2、在毫米波/太赫兹通信中,将基带信号转换为毫米波/太赫兹频段信号的过程称为上变频,光子毫米波/太赫兹通信采用“自上而下”的光子辅助技术实现上变频,即通过更高频的两路光波拍频产生可调谐的毫米波/太赫兹信号,所产生的中心载频为两路光波频率差。该技术充分发挥光学器件大带宽、高频响等特点,能克服传统电子器件的固有限制;毫米波/太赫兹下变频则是指将接收到的毫米波/太赫兹信号转换为低频信号,以实现信号的接收。

    3、然而,当前的光子毫米波/太赫兹系统基本由分立元器件搭建,集成度低,导致系统体积大、功耗高、成本昂贵,离实用化仍存在一定距离。同时,现有的毫米波/太赫兹上(下)变频模块并未充分考虑到兼容光信号以及电信号输入(输出)场景。


    技术实现思路

    1、发明目的:本发明的目的是提供一种兼容光电双接口的全光上变频及下变频模块,能够灵活适应光信号及电信号的输入或输出,提高变频模块的兼容性。

    2、技术方案:一种兼容光电双接口的全光上变频及下变频模块,包括:兼容光电双接口的全光上变频模块和全光下变频模块;全光上变频模块能兼容光信号和电信号输入,并产生毫米波/太赫兹信号;全光下变频模块将毫米波/太赫兹信号重新调制到光载波上,并能输出光信号和电信号。

    3、进一步,所述全光上变频模块包括电信号输入接口、光信号输入接口、第一激光器、第一电光调制器、第一信号切换开关、第二激光器、光耦合器、第一光电探测器和无线信号发送模块;

    4、电信号输入接口与第一电光调制器连接,第一激光器与第一电光调制器连接、产生稳定光载波;第一电光调制器的输出端口连接至第一信号切换开关的第一端口,光信号输入接口连接至第一信号切换开关的第二端口;

    5、第一信号切换开关和第二激光器的输出端分别与光耦合器连接;光耦合器的输出端连接至第一光电探测器,第一光电探测器产生毫米波/太赫兹信号经无线信号发送模块发送至自由空间。

    6、进一步,所述第一电光调制器为dd-mzm调制器或iq-mzm调制器,支持实信号和复信号调制。

    7、进一步,所述全光下变频模块包括无线信号接收模块、低噪声放大器、第二电光调制器、第三激光器、光滤波器、第二信号切换开关、第二光电探测器、电信号输出接口、光信号输出接口;

    8、无线信号接收模块与低噪声放大器相连,低噪声放大器和第三激光器分别与第二电光调制器连接;第二电光调制器的输出端与光滤波器连接,光滤波器的输出端与第二信号切换开关连接;

    9、若将第二信号切换开关的拨片切换至第三端口,则光信号经过第二光电探测器后,恢复出电基带信号,最后经过电信号输出接口输出;

    10、若将第二信号切换开关的拨片切换至第四端口,则光信号直接由光信号输出接口输出。

    11、进一步,若接收的光信号为强度调制信号,则第二光电探测器执行光信号的直接检测;

    12、若接收的信号为iq调制信号,则第二光电探测器执行光信号的相干检测。

    13、进一步,所述全光上变频模块采用光外差拍频的方式实现上变频,通过信号光与本振光拍频产生可调谐的毫米波/太赫兹信号,毫米波/太赫兹信号的中心载频为两路光波频率差。

    14、本发明与现有技术相比,其显著效果如下:

    15、1、本发明通过引入信号切换开关,能够灵活适应光信号及电信号的输入或输出,提高变频模块的兼容性;同时,对于全光下变频模块的电信号输出,能够实现信号的直接检测和相干检测两种模式;

    16、2、本发明通过引入光电双接口,以及支持光强度调制、iq调制等调制方式的电光调制器,并结合信号切换开关,能够支持不同调制格式、不同种类的信号传输,具有灵活性和兼容性,能极大促进未来光子毫米波/太赫兹系统的实用进程。



    技术特征:

    1.一种兼容光电双接口的全光上变频及下变频模块,其特征在于,包括:兼容光电双接口的全光上变频模块(10)和全光下变频模块(20);全光上变频模块(10)能兼容光信号和电信号输入,并产生毫米波/太赫兹信号;全光下变频模块(20)将毫米波/太赫兹信号重新调制到光载波上,并能输出光信号和电信号。

    2.根据权利要求1所述兼容光电双接口的全光上变频及下变频模块,其特征在于,所述全光上变频模块(10)包括电信号输入接口(101)、光信号输入接口(102)、第一激光器(103)、第一电光调制器(104)、第一信号切换开关(105)、第二激光器(106)、光耦合器(107)、第一光电探测器(108)和无线信号发送模块(109);

    3.根据权利要求1所述兼容光电双接口的全光上变频及下变频模块,其特征在于,所述第一电光调制器(104)为dd-mzm调制器或iq-mzm调制器,支持实信号和复信号调制。

    4.根据权利要求1所述兼容光电双接口的全光上变频及下变频模块,其特征在于,所述全光下变频模块(20)包括无线信号接收模块(201)、低噪声放大器(202)、第二电光调制器(203)、第三激光器(204)、光滤波器(205)、第二信号切换开关(206)、第二光电探测器(207)、电信号输出接口(208)、光信号输出接口(209);

    5.根据权利要求4所述兼容光电双接口的全光上变频及下变频模块,其特征在于,若接收的光信号为强度调制信号,则第二光电探测器(207)执行光信号的直接检测;

    6.根据权利要求1-4任一项所述兼容光电双接口的全光上变频及下变频模块,其特征在于,所述全光上变频模块采用光外差拍频的方式实现上变频,通过信号光与本振光拍频产生可调谐的毫米波/太赫兹信号,毫米波/太赫兹信号的中心载频为两路光波频率差。


    技术总结
    本发明公开了一种兼容光电双接口的全光上变频及下变频模块,包括兼容光电双接口的全光上变频模块和全光下变频模块;全光上变频模块能兼容光信号和电信号输入,并产生毫米波/太赫兹信号;全光下变频模块将毫米波/太赫兹信号重新调制到光载波上,并能输出光信号和电信号。本发明能支持不同调制格式、不同种类的信号传输,还能实现信号的直接检测和相干检测,兼容现有光信号、电信号的输入输出场景,具有灵活性和兼容性。

    技术研发人员:朱敏,李建康,蔡沅成,杨小广,张教,雷明政,华炳昌,丁俊杰,陈星宇,邹昱聪
    受保护的技术使用者:东南大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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