引用本文:

代丰羽. 一种稳定的光子变频控制系统设计[J]. 光通信技术,2019,43(12):50-54.

一种稳定的光子变频控制系统设计

代丰羽

(中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004)

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摘要:近年来,光子变频技术成为了一个突破现有微波信号变频的关键性能指标的研究热点。然而,光子变频固有的工作状态不稳定,致使该技术难以实用化。设计了一种针对单一电光外调制器的光子变频控制系统,专门用于实现光子最佳变频工作点漂移后的快速、精准和微扰动地回归。该系统利用软硬件的综合优势,通过微积分算法提取光子变频工作点的微变参量,采用控制变量的比例算法使漂移工作点快速、微扰动地回归最佳变频工作点。

关键词:微波光子;最佳变频点;控制系统;光子变频

中图分类号:TN914 文献标志码:文章编号:1002-5561(2019)12-0050-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.12.011

0 引言
       微波频率变换的应用非常广泛,在通信、雷达、技术侦查、频谱监测、电子对抗和遥感测控等领域,特别是通信卫星载荷对微波光子变频的需求很大,欧盟已经进行了发射试验。设备需要将接收到的射频信号下变频到中频进行处理,将中频信号上变频为射频信号发射[1-4]。传统发射机和接收机的射频电路中,频率变换通常是利用二极管、三级管的PN结和有源晶体管的非线性效应来实现,其主要性能受限于电子器件的性能[1,3-7]。
   微波光子器件具有良好的非线性特性,且具有上限频率高、瞬时带宽大、传输损耗小、电隔离度高和抗电磁干扰等特性。可利用微波光子器件的优良特性,在光域内实现微波信号的频率变换[5,8-11]。该技术具有工作上限频率高、变频动态范围大、瞬时宽带宽、本振隔离度高、抗损毁和抗电磁干扰能力强等优点,同时还能实现微波信号的低损耗、长距离传输。
   然而,光子变频器件对外界的温度、应力和湿度等环境变化十分敏感,最佳变频点受外界环境影响会呈现无规则的变化,从而影响变频输出信号的功率和相位稳定性[7,12-14]。因此,研制一种光子最佳变频点高速回归控制系统是光子变频技术实用化的核心技术之一。本文设计一种基于单一电光调制器的光子变频控制系统。

5 结束语
       本文采用软件和硬件结合的优势,快速、精准和微扰动地将光子变频设备的工作点始终控制在最佳变频点临近区域,实现了基于一个单臂电光外调制器的光子变频设备在各种工作环境下输出功率和相位的长期稳定,推动了光子变频技术的实用化进程。该变频控制系统通过适当地改进,可应用于基于双臂电光调制器、级联式电光调制器的光子变频设备和光传输的电光外调制器偏置控制等系统。