[發明專利]寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置

在審

• 申請號: 201910756606.0
• 申請日: 2019-08-15
• 公開（公告）號: CN110460382A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 戚寶侃;王輝;張邦宏;謝亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;G02B27/28;H01S5/042
• 代理公司: 11021 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 吳夢圓<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置，其特征在于，包括能共同形成光電環路的以下元件：

寬帶可調諧激光器，具有電調制端口，用于對寬帶微波信號進行直調電光-光電轉換，輸出光信號；

偏振光分束器，將所述寬帶可調諧激光器輸出的光信號分為偏振態互相垂直的兩束光信號，所述兩束光信號分別進入兩條長度不同的光纖光路；

所述兩條長度不同的光纖光路，為所述兩束光信號提供不同延時而形成不同的縱模間隔；

偏振光合束器，用于將分別經過所述兩條長度不同的光纖光路的兩束光信號合為一束；

光電探測器，用于將偏振光合束器輸出的光信號轉換為電信號；

電功率放大器，用于補償光電環路中電信號的功率損耗，使整個光電環路中的總增益大于1；

電帶通濾波器，用于對所述電功率放大器輸出的電信號濾波，以形成單模振蕩，將濾波的電信號反饋至所述寬帶可調諧激光器的電調制端口形成雙環結構的光電環路；以及

電功率分束器，用于將所述光電環路中的電信號按照電功率分配值分為兩路，一路電信號用于反饋回光電環路中，另一路電信號作為微波信號輸出。

2.根據權利要求1所述的寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置，其特征在于，所述寬帶可調諧激光器為帶有電調制端口的分布反饋式激光器，所述分布反饋式激光器的3dB帶寬大于15GHz；

優選的，所述分布反饋式激光器在直流偏置為50mA時，出光功率大于5mW。

3.根據權利要求1所述的寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置，其特征在于：

在所述寬帶可調諧激光器和偏振光分束器之間還設置有第一偏振控制器；

所述兩條長度不同的光纖光路包括長光纖光路和短光纖光路，其中：所述長光纖光路包括第一單模光纖和第二偏振控制器，所述短光纖光路包括第二單模光纖和第三偏振控制器；

優選的，所述第一單模光纖的長度為2～40千米，所述第二單模光纖的長度為20～400米。

4.根據權利要求3所述的寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置，其特征在于，所述第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器均為機械式三環偏振控制器。

5.根據權利要求1所述的寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置，其特征在于，所述偏振光分束器和偏振光合束器均為三端口器件。

6.根據權利要求1所述的寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置，其特征在于，所述光電探測器的3dB帶寬大于25GHz。

7.根據權利要求1所述的寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置，其特征在于，所述寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置還包括隔直器，用于去除電帶通濾波器輸出的濾波的電信號中的直流電信號；

優選的，所述隔直器的帶寬大于該裝置產生的微波信號的頻率。

8.根據權利要求7所述的寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置，其特征在于，所述電功率分束器設置在光電探測器的電輸出端口和隔直器的輸入端口之間；

優選的，所述電功率分束器的電功率分配比值為50％∶50％。

9.根據權利要求1所述的寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置，其特征在于，所述電功率放大器設置在光電探測器的電輸出端口和電帶通濾波器輸入端口之間；

優選的，所述電功率放大器的噪聲系數小于4.5dB，增益大于20dB；

優選的，所述電帶通濾波器的3dB帶寬小于100MHz，通帶中心頻率連續可調。

10.根據權利要求1所述的寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置，其特征在于，所述寬帶可調及低相位噪聲微波信號產生裝置還包括點頻譜分析儀，用于接收所述電功率分束器輸出的微波信號，用于觀測和分析雙環結構的光電環路產生的微波信號的強度及相位噪聲。