[發(fā)明專利]一種微波源及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810778334.X
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN108923226A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳海波;王暖讓;趙環(huán);楊仁福
• 申請（專利權(quán)）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

本發(fā)明公開了一種微波源及其使用方法，所述微波源包括沿著光路依次設(shè)置的半導(dǎo)體激光器、準(zhǔn)直透鏡、光電調(diào)制器和分束器，分束器的出射光路的數(shù)量為至少兩個，分束器的每個出射光路上分別設(shè)置有RCE諧振腔，RCE諧振腔的出射光路的匯聚點處設(shè)置有光探測器，光探測器、電放大器、電濾波器和定向耦合器依次連接，定向耦合器與光電調(diào)制器連接，其采用不同腔長的RCE光學(xué)諧振腔組成多個光濾波環(huán)路，有效抑制了光電振蕩器中微波輸出信號的雜散水平，降低了相位噪聲，其雜散波抑制水平好，成本較低，方便調(diào)節(jié)光路，能夠獲得極低的相位噪聲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微波源，尤其涉及一種能夠?qū)φ袷幬⒉ㄐ盘柕碾s散進(jìn)行大幅抑制的微波源及其使用方法。

背景技術(shù)

目前，低相噪、高穩(wěn)定度的微波頻率源被廣泛的應(yīng)用與雷達(dá)、通信計量等領(lǐng)域，是現(xiàn)代電子器件的核心部件。微波源的獲得一般有三種方式：一、標(biāo)準(zhǔn)晶體振蕩器倍頻方式；二、利用介質(zhì)的低損耗，設(shè)計成高Q值的介質(zhì)諧振腔，構(gòu)建正反饋放大電路，并對相位和幅度進(jìn)行控制，提高輸出信號的穩(wěn)定度。如專利號為ZL201510357893.X的專利文獻(xiàn)，及“Ultra-low vibration pulse-tube cryocooler stabilized cryogenic sapphire oscillatorwith 10^-16fractional frequency stability”,IEEE TRANS.ON MICROWAVE THEORY ANDTECHNIQUES,VOL.10,NO.1，2010所公開的內(nèi)容。三、采用光生微波的方式。主要有兩類：(1)將超穩(wěn)激光鎖定在高穩(wěn)光學(xué)諧振腔上，并通過光梳轉(zhuǎn)換至所需的頻率；如“Generation ofultrastable microwaves via optical frequency division”，Nature Photonics,DOI:10.1038/NPHOTON.2011.121所公開的內(nèi)容。(2)光電振蕩器的方法；利用光纖或光濾波器對光進(jìn)行濾波，并將光信號轉(zhuǎn)換至電信號，將電信號放大后加載至激光器的調(diào)制器，形成振蕩環(huán)路。上述方案中，第一種方案是現(xiàn)有技術(shù)中最成熟的方法，但相噪指標(biāo)和穩(wěn)定度指標(biāo)較差。第二種方案具有極高的穩(wěn)定度指標(biāo)和相噪指標(biāo)，但其設(shè)備體積和重量大，應(yīng)用場合較小。第三種方案中超穩(wěn)激光器鎖定在光學(xué)諧振腔上的方法可以獲得極高的穩(wěn)定度和相噪指標(biāo)，但由于激光器的波長漂移和老化，連續(xù)運行時間較短，光路結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高昂。光電振蕩器的方案能夠獲得較好的相噪指標(biāo)，且結(jié)構(gòu)緊湊、連續(xù)工作時間長，應(yīng)用范圍較廣。光電振蕩器主要的組成部分由激光器、光濾波腔(一般由光纖或微納結(jié)構(gòu)光濾波腔構(gòu)成)、光探測器、電放大器、光調(diào)制器等構(gòu)成；依據(jù)主要的工作原理，選擇不同器件可以構(gòu)建多種光電振蕩器用于產(chǎn)生高品質(zhì)的微波信號。如專利號位ZL201010102017.X的專利文獻(xiàn)公開的方案，利用采用有源BRAGG光纖與波分復(fù)用器及激光器等期間構(gòu)成了低相噪窄線寬可精確調(diào)諧光纖化的激光微波源；如專利號為ZL201410299327.3的專利文獻(xiàn)公開的方案，利用半導(dǎo)體雙模激光器搭建了優(yōu)質(zhì)可調(diào)諧微波源，擺脫了外微波源的需求；如專利號為ZL201510212059.1的專利文獻(xiàn)公開的方案，采用激光器注入鎖相模塊及導(dǎo)頻控制以補償光電回路的時延波動。采用光纖作為光儲能器件，容易受到溫度和壓力的影響，影響整機性能及輸出微波信號的頻率穩(wěn)定度；而微納結(jié)構(gòu)的光儲能器件加工復(fù)雜，成本較大，且激光器與微納結(jié)構(gòu)的耦合調(diào)節(jié)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種微波源及其使用方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的光電振蕩器中微波輸出信號的雜散水平較高，相位噪聲較大的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種微波源，所述微波源包括沿著光路依次設(shè)置的半導(dǎo)體激光器、準(zhǔn)直透鏡、光電調(diào)制器和分束器，分束器的出射光路的數(shù)量為至少兩個，分束器的每個出射光路上分別設(shè)置有RCE諧振腔，RCE諧振腔的出射光路的匯聚點處設(shè)置有光探測器，光探測器、電放大器、電濾波器和定向耦合器依次連接，定向耦合器與光電調(diào)制器連接。