[發明專利]一種新型微波源

有效

• 申請號: 201910991619.6
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN110718835B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 陳海波;楊仁福;陳星;趙環
• 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;H01S1/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

本發明公開一種微波源，包括半導體激光器、光電調制器、第一光耦合器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、第二光耦合器、諧振腔模塊、光探測器、濾波器、定向耦合器；所述半導體激光器、光電調制器和第一光耦合器沿著光路依次連接；第一光耦合器的一個輸出端連接第一偏振控制器的輸入端；第一光耦合器的另一個輸出端連接第二偏振控制器的輸入端；第一偏振控制器的輸出端連接第二光耦合器的一個輸入端；第二偏振控制器的輸出端連接第二光耦合器的另一個輸入端；第二光耦合器、諧振腔模塊、光探測器、濾波器和定向耦合器依次連接；定向光耦合器與所述光電調制器連接；該發明能夠獲得極低的相位噪聲，且雜散波抑制水平好，成本較低，光路調節較為簡單。

技術領域

本發明涉及一種微波源。更具體地，涉及一種能夠大幅度抑制雜散信號的幅度的新型微波源。

背景技術

低相噪、高穩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，提高輸出信號的穩定度；如ZL201510357893.X；“Ultra-low vibrationpulse-tube cryocooler stabilized cryogenic sapphire oscillator with 10-16fractional frequency stability”,IEEE TRANS.ON MICROWAVE THEORY ANDTECHNIQUES,VOL.10,NO.1，2010；

三、采用光生微波的方式；

主要有兩類：1、將超穩激光鎖定在高穩光學諧振腔上，并通過光梳轉換至所需的頻率；“Generation of ultrastable microwaves via optical frequency division”,Nature Photonics,DOI:10.1038/NPHOTON.2011.121；

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制器，形成振蕩環路。上述方法中，第一種方法是目前最成熟的方法，但相噪指標和穩定度指標較差。第二種方法方法具有極高的穩定度指標和相噪指標，但設備體積和重量大，應用場合較小。第三種方法中超穩激光器鎖定在光學諧振腔上的方法可以獲得極高的穩定度和相噪指標，但由于激光器的波長漂移和老化，連續運行時間較短，光路結構復雜且成本高昂，光電振蕩器的方法能夠獲得較好的相噪指標，且結構緊湊、連續工作時間長，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、光調制器等構成。依據主要的工作原理，選擇不同器件可以構建多種光電振蕩器用于產生高品質的微波信號；如ZL201010102017.X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諧光纖化的激光微波源；ZL201410299327.3利用半導體雙模激光器搭建了優質可調諧微波源，擺脫了外微波源的需求；ZL201510212059.1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節復雜。

在本發明中，我們利用微型光學諧振腔中高Q值的H模和E模的頻率間隔，拍頻形成微波信號，抑制了雜散信號的幅度。該發明能夠獲得極低的相位噪聲，且雜散波抑制水平好，成本較低，光路調節較為簡單。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種微波源，以解決現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。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：