提出一种基于偏振复用-双平行马赫-曾德尔调制器(PDM-DPMZM)的微波光子变频移相信号生成方案。通过改变调制器的直流偏置电压可以实现二倍频移相信号生成或者上/下变频移相信号生成,生成信号的相位仅通过控制检偏器偏振方向与调制器一个主轴之间的角度α就能实现-180°~180°的连续调谐。在光频梳的支持下,本方案可扩展为多通道独立相位调谐的系统。仿真结果表明,频率为5 GHz的射频信号在三种功能下可以分别转换为二倍频信号10 GHz、下变频信号1 GHz和上变频信号13 GHz,它们的相位可实现-180°~180°的全范围连续调谐,且不同相位下生成信号的功率响应相对平坦。

为了探寻一种基于光频梳的灵活、高效的多频段变频方案, 采用一个双驱动马赫-曾德尔调制器(D-MZM)和两个双平行马赫-曾德尔调制器(DP-MZM)组成的系统, 由接收到的射频信号驱动D-MZM, 进行单边带调制, 进而得到一个载波和+1阶边带。利用两个DP-MZM分别作为两个光频梳产生器, 产生两个相位相干、中心频率不同的光频梳, 并进行了理论分析和实验验证; 同时还研究了直流偏置点漂移对系统变频效率的影响。结果表明, 所提出的变频系统, 可将Ku波段的15GHz微波信号转化成3GHz, 7GHz, 11GHz, 19GHz, 23GHz和27GHz的信号; 输出的微波信号信噪比可达28.82dB~29.99dB; 直流偏置点的漂移量在-10%～50%范围内影响明显。该方法可为卫星通信系统提供多频段变频功能, 从而满足多频段通信需求。

提出一种基于单光频梳的简单, 灵活和稳定的变频方法。该方法使用了双偏振正交移相器, 该调制器是一种集成调制器, 集成了两个双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM), 其中一个DPMZM作为光频梳产生器, 另一个进行载波抑制单边带调制产生单边带信号。从该调制器输出的信号是一个正交的耦合信号, 在偏振控制器和偏振片的控制下, 被转化为一个具有固定偏振角的信号, 最后送入光电探测器实现微波信号的产生。仿真结果表明, 通过适当调整该集成调制器中6个直流偏置点和外接的移相器, 可以实现多频段变频。比如C波段3.8 GHz的信号可以被变频到X, Ku, K和Ka波段; X波段9.6 GHz的信号可以被下变频到C波段同时也可以被上变频到Ku, K, Ka波段。除此之外, 整个系统体现出对直流偏置点漂移的良好适应性, 具有很好的可操作性。