[發明專利]一種基于光電融合技術的相位噪聲校準裝置

無效

• 申請號: 201210272993.9
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN102778663A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 閻棟梁;柳丹
• 申請（專利權）人: 中國航天科工集團第二研究院二〇三所
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱

技術領域

本發明涉及一種相位噪聲校準裝置，特別是一種基于光電融合技術的相位噪聲校準裝置。

背景技術

目前市場上的相位噪聲測量裝置主要包括引進的HP3047A、HP3048A、E5500系列及PN9000等，這些裝置的組成主要包括檢相器、鎖相環路、低噪聲放大器、數據采集和計算機。按照國軍標GJB/G3414-98《相位噪聲測試系統檢定規程》可以對其部分指標進行校準/檢定，但無法對相位噪聲測量系統的相位噪聲測量結果準確度進行校準/檢定。

目前國際上只有NIST實驗室建立了相位噪聲標準裝置，但是其在微波頻段采用的載波源是目前得到廣泛應用的微波振蕩器，包括聲表面波振蕩器SAW，介質振蕩器DRO，寬帶的YIG振蕩器，耿式振蕩器等。但是這些微波振蕩器的共同缺點是1kHz以內的相位噪聲很差，所以為了兼顧遠載頻和近載頻的相位噪聲特性，通常的方式是采用鎖相環將其鎖定在高穩晶振的相位上，但是這種方式的代價是電路形式復雜，價格昂貴，并且隨著鎖相頻率源的頻率提高，其相位噪聲極具惡化，造成NIST實驗室建立的微波相位噪聲標準動態范圍差。另外NIST實驗室建立的微波相位噪聲標準只能校準傅氏分析頻率范圍大于100Hz的測量結果。

目前國內對于相位噪聲測量結果準確度的校準，只能通過多臺相位噪聲測量系統的比對，實現相位噪聲的量值統一工作。這種方法存在的問題是：1、沒有在整個傅氏分析頻率范圍內對相位噪聲測量結果準確度進行校準；2、比對測量精度不高，測量不確定度為3dB；3、不能立即給出測量結果，需要多臺比對后，進行統計，才能得出結果。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于光電融合技術的相位噪聲校準裝置，解決相位噪聲溯源相位噪聲標準的動態范圍差，結構復雜、價格昂貴，沒有對整個傅氏分析頻率范圍內相位噪聲測量結果準確度進行校準，比對測量精度不高，測量不確定度為3dB，不能立即給出測量結果，需要多臺比對后，進行統計才能得出結果的問題。

一種基于光電融合技術的相位噪聲校準裝置，包括：微波放大器、功分器、移相器、調制器、衰減器、相位噪聲測量系統，還包括：光電振蕩器、微波噪聲源、寬帶放大器、帶通濾波器。

光電振蕩器輸出端與微波放大器輸入端微波電纜連接，微波放大器輸出端與功分器的輸入端微波電纜連接，功分器的移相端與移相器的輸入端微波電纜連接，功分器的調制端與調制器的信號端微波電纜連接，移相器的輸出端與相位噪聲測量系統的本振端微波電纜連接，調制器的調制端與相位噪聲測量系統的射頻端微波電纜連接。微波噪聲源的輸出端與寬帶放大器的輸入端微波電纜連接，寬帶放大器的輸出端與帶通濾波器的輸入端微波電纜連接，帶通濾波器的輸出端與衰減器的輸入端微波電纜連接，衰減器的輸出端與調制器的噪聲端微波電纜連接。

工作時，光電振蕩器的輸出頻率為f₀，其輸出頻率在10GHz的寬頻帶范圍內進行調整，光電振蕩器的輸出頻率信號經過微波放大器進行放大，得到功率輸出，放大的微波信號經過功分器后，分為兩路輸出，這兩路信號間的相位差通過移相器進行調整。微波噪聲源的輸出經過寬帶放大器進行放大后，通過帶通濾波器得到帶寬為（1±10%）×f₀的噪聲源，經過截取帶寬的噪聲源通過衰減器后得到不同電平的噪聲源，此噪聲源經過精密定標，其值可作為已知值使用，為ξ₁。此噪聲源通過調制器后，對經過放大和功分得到的另一路光電振蕩器的輸出頻率信號進行疊加，從而使得這一路的光電振蕩器輸出頻率信號的噪聲邊帶為已知值ξ₂，ξ₂是噪聲源ξ₁與這一路光電振蕩器輸出頻率信號功率的相對差值。在校準相位噪聲測量系統測量結果準確度時，通過調整移相器使得相位噪聲測量系統的射頻之路和本振之路的相位呈正交狀態，此時測量結果的邊帶噪聲值為ξ₃，通過ξ₃與ξ₂之差得到測量結果的準確度。

本裝置克服了目前校準方法的不足，其具有以下優點：應用光電融合手段實現的光電振蕩器，其產生的高頻譜純度的微波信號，可以實現在微波頻段相位噪聲與頻率無關，這使得相位噪聲標準的動態范圍大為70dB。本裝置結構簡單，可以實現整個分析傅氏頻率范圍內的準確度測量。本裝置精度提高，不確定度可以控制在1dB內，可以立即給出測量結果的誤差。

附圖說明

圖1??一種基于光電融合技術的相位噪聲校準裝置的結構示意圖。