[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（設計）人: 陳海波;王暖讓;趙環(huán);楊仁福
• 申請（專利權）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置的半導體激光器、準直透鏡、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置有RCE諧振腔，RCE諧振腔的出射光路的匯聚點處設置有光探測器，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。

技術領域

本發(fā)明涉及一種微波源，尤其涉及一種能夠對振蕩微波信號的雜散進行大幅抑制的微波源及其使用方法。

背景技術

目前，低相噪、高穩(wěn)定度的微波頻率源被廣泛的應用與雷達、通信計量等領域，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、標準晶體振蕩器倍頻方式；二、利用介質的低損耗，設計成高Q值的介質諧振腔，構建正反饋放大電路，并對相位和幅度進行控制，提高輸出信號的穩(wěn)定度。如專利號為ZL201510357893.X的專利文獻，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)光學諧振腔上，并通過光梳轉換至所需的頻率；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行濾波，并將光信號轉換至電信號，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)有技術中最成熟的方法，但相噪指標和穩(wěn)定度指標較差。第二種方案具有極高的穩(wěn)定度指標和相噪指標，但其設備體積和重量大，應用場合較小。第三種方案中超穩(wěn)激光器鎖定在光學諧振腔上的方法可以獲得極高的穩(wěn)定度和相噪指標，但由于激光器的波長漂移和老化，連續(xù)運行時間較短，光路結構復雜且成本高昂。光電振蕩器的方案能夠獲得較好的相噪指標，且結構緊湊、連續(xù)工作時間長，應用范圍較廣。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構光濾波腔構成)、光探測器、電放大器、光調(diào)制器等構成；依據(jù)主要的工作原理，選擇不同器件可以構建多種光電振蕩器用于產(chǎn)生高品質的微波信號。如專利號位ZL201010102017.X的專利文獻公開的方案，利用采用有源BRAGG光纖與波分復用器及激光器等期間構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的專利文獻公開的方案，利用半導體雙模激光器搭建了優(yōu)質可調(diào)諧微波源，擺脫了外微波源的需求；如專利號為ZL201510212059.1的專利文獻公開的方案，采用激光器注入鎖相模塊及導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；而微納結構的光儲能器件加工復雜，成本較大，且激光器與微納結構的耦合調(diào)節(jié)復雜。

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置的半導體激光器、準直透鏡、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置有RCE諧振腔，RCE諧振腔的出射光路的匯聚點處設置有光探測器，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。