基于双光频梳的多频段变频方法

郑秋容，王　辉

(空军工程大学 信息与导航学院, 西安 710077)

引　言

卫星通信的频段大部分集中在C，Ku，Ka甚至V波段，现代的卫星通信系统需要一种能够实现不同频段间的频率转换的设备[1-2]。然而，传统的电学变频系统由于调制带宽、电磁干扰、体积重量、结构复杂的限制，无法在未来大容量、多用户的卫星载荷上使用[3]。幸运的是，光学技术可以有效解决电学系统面临的问题，并同时实现多频段间的相互变频[4]。

近年来，人们提出了很多关于实现变频的方法[5-11]，但这些方案都关注于实现单一频率向另一个单一频率的变换，而无法实现多频段信号的同时产生。光频梳技术的出现，提供了新的变频思路，使得这个问题得以有效的解决[12-15]。参考文献[14]中提出的方法具有很大的启发性。在该方案中，首先同时产生两个不同频率的载波，其中一个载波通过接收到的射频(radio frequency，RF)信号进行调制，产生频率间隔与RF信号频率相同的光频梳。另一个载波通过本振(local，LO)信号进行调制，产生频率间隔与LO信号频率相同的光频梳。通过滤波器滤出所需的两个边带，并进行拍频，可以得到相应频率差的微波信号，从而实现变频。然而该系统结构较为复杂。

本文中提出一种更加简单的基于双光频梳的变频方法，可以通过一个频率，同时产生多个频段的信号。值得一提的是，两个光频梳中心频率间的频率差取决于所接收到的信号，这使得整个系统更加灵活可变。

1　原理和模型

如图1所示，由激光器辐射出的光信号可表示为：