杨慧春，高晶敏，王丽霞，陈福斌，付晓辉

(北京信息科技大学 自动化学院，北京 100092)

0 引言

光生微波是指利用光子技术来生成高频微波信号[1]，由于高频微波具有低相位噪声、高稳定性以及超窄线宽等优点，在5G移动通信等方面得到了广泛应用。我国5G移动通信应用的电磁频段为3.3～3.6 GHz、4.8～5.0 GHz及正在研究的24.25～52.0 GHz的毫米波频段。本文利用光生微波探讨5 G高频段信号的产生方法。

与电生微波相比，光生微波有着多方面的优势，包括可以产生可调谐的高频微波、低相位噪声以及可长距离传输等。近年来，光生微波技术已经成为业界的研究热点，目前常见的光生微波方法有：1)将两束激光进行拍频产生微波，即光外差法；2)外调制激光产生微波；3)注入锁定产生微波。

光外差法能否生成稳定的微波信号关键在于如何获得两束激光。文献[1]提出了一种新型的双波长单纵模环形光纤激光器，两个单纵模激光在光电探测器(Photodetector，PD)上拍频，对应获得18.68 GHz、40.95 GHz和6.95 GHz三个微波信号[1]。文献[2]基于光外差法设计了60 GHz毫米波信号的产生，在OptiSystem 软件下对射频RoF系统进行了数值仿真。

本文基于OptiSystem仿真软件将波长间隔为0.2 nm 的两激光耦合后在光电探测器上进行拍频，得到24.5 GHz 的微波信号，探索了一种有效的5G高频信号的产生方法。

1 光生微波及四波混频效应的原理

光外差系统根据选择的光源个数可以分为单光源和双光源外差系统。单光源系统的优点是参与光外差的两束光来自同一激光器，相位拥有很好的相关性，生产的微波受相位噪声影响小，信号谱线很窄。……