本公开涉及微波光子、射频信号仿真、干扰信号生成,尤其涉及一种多普勒频率调制装置。
背景技术:
1、多普勒频率调制是射频信号仿真、干扰信号生成等领域的一种频域调制处理技术。常规的多普勒频率调制技术是基于数字射频存储技术实现的。接收机接收空间的射频信号,并对射频信号进行下变频、模数转换和数字下变频处理,得到零中频数字样本信号。基于零中频数字样本信号,采用复数乘法进行频率调制,得到多普勒频率调制信号,然后通过数字上变频、数模转换得到模拟信号,并上变频到射频频率。
2、目前基于数字射频存储的多普勒频率调制技术,可以实现有限带宽内的信号的精细多普勒频率调制,但是由于微波器件、模数转换器、数模转换器的带宽限制,无法同时完成多频段射频信号的多普勒频率调制,从而限制了在信号仿真、干扰信号生成等领域的应用。
技术实现思路
1、鉴于上述问题,本公开提供了一种多普勒频率调制装置,以改善无法同时完成多频段射频信号的多普勒频率调制的问题。
2、本公开的一个方面提供了一种多普勒频率调制装置,包括:电光转换模块,用于产生连续激光源信号并接收外部输入的射频信号,对连续激光源信号进行功分以及对射频信号进行调制处理后,输出第二激光源信号和光调制信号;声光调制模块,用于对光调制信号进行正、负向移频处理,得到负向声光调制信号,以同时完成对多频段射频信号的多普勒频率调制;光电转换模块,用于对第二激光源信号和负向声光调制信号进行拍频、滤波以及放大处理后,输出多普勒调制信号。
3、根据本公开的实施例,电光转换模块包括:激光器,用于输出连续激光源信号;分束器,用于对连续激光源信号进行功分处理,将连续激光源信号分为第一激光源信号和第二激光源信号;调制器,用于接收第一激光源信号并对射频信号进行调制,输出光调制信号。
4、根据本公开的实施例,调制器处于载波抑制状态,采用宽带电光调制技术,将输入的射频信号调制到第一激光源信号上,以此形成光调制信号。
5、根据本公开的实施例,声光调制模块包括:多普勒控制电路,用于产生正向移频控制信号、负向移频控制信号,以及滤波器组选通信号;第一电路,用于将正向移频控制信号转换为正向移频功率信号;正向声光调制器,用于接收光调制信号和正向移频功率信号,并进行调制处理,产生正向声光调制信号;第二电路,用于将负向移频控制信号转换为负向移频功率信号;负向声光调制器,用于接收正向声光调制信号和负向移频功率信号并进行调制,产生负向声光调制信号。
6、根据本公开的实施例,上位机产生多普勒控制信号给多普勒控制电路,多普勒控制电路根据多普勒频率设置产生正向移频控制信号、负向移频控制信号;同时多普勒控制电路根据射频信号的频率范围,产生滤波器组选通信号。
7、根据本公开的实施例,第一电路包括:第一数模转换电路,用于根据正向移频控制信号产生正向移频信号;第一低频驱动放大电路,串联于第一数模转换电路,用于对正向移频信号进行功率放大,产生正向移频功率信号;
8、根据本公开的实施例,第二电路包括:第二数模转换电路,用于根据负向移频控制信号产生负向移频信号;第二低频驱动放大电路,串联于第二数模转换电路,用于对负向移频信号进行功率放大,产生负向移频功率信号。
9、根据本公开的实施例,正向声光调制器和负向声光调制器的工作波长为1530nm~1570nm,消光比大于50db,工作中心频率为120mhz。
10、根据本公开的实施例,光电转换模块包括:探测器,用于接收第二激光源信号和负向声光调制信号并进行拍频处理,完成光电转换,产生光电转换信号;滤波放大电路,用于接收光电转换信号,并根据滤波器组选通信号,对光电转换信号进行滤波、放大处理和信号调理,输出多普勒调制信号。
11、根据本公开的实施例,滤波放大电路包括:滤波电路,采用选通滤波器组并分为8个通道,根据滤波器组选通信号选择一个或者多个通道对光电转换信号进行滤波处理;放大电路,用于对一个或者多个通道滤波输出的信号进行放大,补偿电光转换、光电转换和滤波器组中的损耗,并将放大的信号合成输出多普勒调制信号。
12、本公开的另一个方面提供了一种多普勒频率调制方法,包括如下步骤:激光器产生连续激光源信号;连续激光源信号被分束器分为第一激光源信号和第二激光源信号,调制器对外部的射频信号进行调制,输出光调制信号;多普勒控制电路根据控制指令产生多普勒控制信号,多普勒控制电路控制第一数模转换电路和第二数模转换电路输出正向移频功率信号和负向移频功率信号,并通过正向声光调制器对光调制信号和正向移频功率信号进行正向移频处理,输出正向声光调制信号;通过负向声光调制器对正向声光调制信号和负向移频功率信号进行负向移频处理,输出负向声光调制信号,通过光电转换模块对第二激光源信号和负向声光调制信号进行拍频,完成光域的宽带多普勒调制并输出光电转换信号;对所述光电转换信号进行滤波、放大处理以及信号调理后,输出设定工作频点的多普勒调制信号。
13、在本公开实施例采用的上述至少一个技术方案至少包括以下有益效果:
14、(1)采用了光域模拟信号处理技术,基于微波光子器件的宽带特性,采用宽带电光调制技术,将宽带、多频段射频信号调制到光载波上;
15、(2)采用声光调制器正负移频技术,在光域对多频段射频信号同时进行精细移频处理;
16、(3)采用宽带光电转换技术完成光电转换,实现多频段射频信号的多普勒频率调制,具有延迟时间短、瞬时覆盖频率范围宽、多普勒频率精细调制等优点,能够适应多种复杂体制信号的移频处理,适用于射频信号仿真、干扰信号生成等技术领域。
1.一种多普勒频率调制装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的多普勒频率调制装置,其特征在于,所述电光转换模块包括:
3.根据权利要求2所述的多普勒频率调制装置,其特征在于,所述调制器(3)处于载波抑制状态,采用宽带电光调制技术,将输入的射频信号调制到所述第一激光源信号上,以此形成光调制信号。
4.根据权利要求1所述的多普勒频率调制装置,其特征在于,所述声光调制模块包括:
5.根据权利要求4所述的多普勒频率调制装置,其特征在于,所述多普勒控制电路(4)接收多普勒控制信号,所述多普勒控制电路(4)根据多普勒频率设置产生所述正向移频控制信号、所述负向移频控制信号;同时所述多普勒控制电路(4)根据所述射频信号的频率范围,产生所述滤波器组选通信号。
6.根据权利要求4所述的多普勒频率调制装置,其特征在于,
7.根据权利要求4所述的多普勒频率调制装置,其特征在于,所述正向声光调制器(9)和所述负向声光调制器(10)的工作波长为1530nm~1570nm,消光比大于50db,工作中心频率为120mhz。
8.根据权利要求1所述的多普勒频率调制装置,其特征在于,所述光电转换模块包括:
9.根据权利要求8所述的多普勒频率调制装置,其特征在于,所述滤波放大电路(12)包括:
10.一种多普勒频率调制方法,其特征在于,包括如下步骤:
