四倍频产生光微波信号

随着无线通信的发展，用高效低廉的方法来产生微波毫米波显得越来越重要，但是光学产生40GHZ 以上的毫米波存在着挑战，因为受限于LiNbO3MZM 的频率响应（典型的值都低于40GHZ ）或者是相位调制器。

另外，电域部分的装置当频率超过40GHZ 时，无论是放大器、混合器、还是合成器都是非常昂贵的。

LIN 提出了一种新颖的四倍频方法能够产生抑制载波的毫米波信号方法，这种方法只通过一个外部调制器而不用光学滤波器。

将MZM 的直流偏置点设置在最大传输点，市场上能买到的光I/Q 调制器的结构如上图所示，在光域中，MZM 的输入信号表达式可以写成如下形式：
)cos(0t w E E c out = (1)
MZM-a 和MZM-b 的偏置点被设置在最大传输点上，射频驱动信号)2/cos()cos(b π+==t w V V t w V V RF m RF m a 和分别被送入MZM-a 和MZM-b ，另外MZ-C 的偏置点设在最小传输点并且提供π的附加相位，这样从MZM 输出的光信号的表达式为：
}])24(cos{[})])24()(cos{[(1240t w n w t w n w m J E E RF c RF c n n OUT --+-+-=∑∞
=-
这里设m=π(πV V m 2=),则对应的各阶贝塞尔函数值为51062100095.2)(,0145.0)(,4854.0)(-⨯===m J m J m J ，可以看出光边带超过6J 的都可以忽略掉了，那么上市就可以简化为：
]}
)6cos[()(])6cos[()(])2cos[()(])2cos[()({22220t w w m J t w w m J t w w m J t w w m J E E RF c RF c RF c RF c out -+++-++-=（4）
经过平方率光检测器PD 光电流可以表示为：
2|)(|)(t E R t i = （4）式子交叉项产生了期望的四倍频信号和一些高次谐波信号，最后的微波信号表达式可以写成为
⎪⎩
⎪⎨
⎧==+=)12cos()]()([)8cos()]()(2[)4cos()]()(2)()([660212620286222024t w m J m J RE i t w m J m J RE i t w m J m J m J m J RE i RF w RF w RF w R F R F R F
如果J6(m)可以忽略的话则上式就可以写成：
4cos()]()([22024t w m J m J RE i RF w RF = ，这就是期望要的四倍频毫米波信号。