[發明專利]低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號生成裝置及其方法

在審

• 申請號: 202010068876.5
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111180992A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 張品;傅振華;滕義超;劉珩
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: H01S5/00
• 分類號: H01S5/00
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 毛雨田

1.一種低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號生成裝置的方法，其特征在于，包括：

通過調節所述光纖布拉格光柵的光柵長度，實現反射光信號頻率的改變，利用所述光纖布拉格光柵反射出的光信號與所述半導體激光器發出的光信號之間的可變頻率差值實現微波信號的頻率可調諧；同時，光電振蕩環路有效降低輸出信號的相位噪聲，于是可輸出低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號。

2.根據權利要求1所述的低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號生成裝置的方法，其特征在于，所述低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號生成裝置的方法，具體方式包括：

所述半導體激光器發出載波光信號經所述偏振控制器調節載波光信號形成的光路中光的偏振狀態，然后經所述馬赫-增德爾電光強度調制器將所述光電振蕩環路中反饋的電信號調制到光信號上，被調制的光信號經所述單模光纖傳入所述環路器，被調制的光信號從所述環路器的1口進2口出，經過調節所述光纖布拉格光柵的光柵長度讓反射后的光信號由所述環路器的2口進3口出，使得反射后的光信號又進入了所述光分束器；反射后的光信號經過所述光放大器放大處理后送入所述光電檢測器，當反射后的光信號的波長與所述半導體激光器發出的載波光信號的波長之間存在差值時，所述光電檢測器通過拍頻效應產生一個頻率等于二者頻率差值的射頻信號；輸出該射頻信號再經過所述第一射頻放大器和第二射頻放大器放大后反饋輸入到馬赫-增德爾電光強度調制器中，完成整個光電振蕩環路的低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號的生成。

3.根據權利要求2所述的低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號生成裝置的方法，其特征在于，當調節所述光纖布拉格光柵上的旋鈕時，所述光纖布拉格光柵的光柵的長度發生改變，使得反射后的光信號的波長也隨之變化；所述單模光纖增加了整個光電振蕩環路的光信號傳輸的延遲量，從而提高了輸出的射頻信號的品質因數。

4.一種低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號生成裝置，其特征在于，包括：

光端設備和與所述光端設備連接的電端設備；

所述光端設備和電端設備構成了作為光電振蕩環路的閉合環路；

所述光端設備用于把反射后的光信號放大后送入所述電端設備；

所述電端設備用于把形成的射頻信號放大后反饋到所述光端設備中。

5.根據權利要求4所述的低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號生成裝置，其特征在于，所述光端設備包括通過光纖順序相連的半導體激光器、馬赫-增德爾電光強度調制器、單模光纖、環路器、光分束器、光放大器與光電檢測器；

所述光端設備還包括光纖布拉格光柵。

6.根據權利要求5所述的低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號生成裝置，其特征在于，所述環路器采用其1口進2口出，2口進3口出的順序傳輸信號；

所述單模光纖與所述環路器的1口連接；

所述光分束器與所述環路器的3口連接；

所述光纖布拉格光柵通過光纖與所述環路器的2口連接。

7.根據權利要求5所述的低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號生成裝置，其特征在于，所述電端設備包括順序電連接的第一射頻放大器、射頻功分器、第二射頻放大器與低噪聲放大器。

8.根據權利要求7所述的低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號生成裝置，其特征在于，所述低噪聲放大器與馬赫-增德爾電光強度調制器的射頻輸入端口連接，所述光電檢測器的輸出端與第一射頻放大器的輸入端相連。

9.根據權利要求7所述的低相位噪聲下的頻率可調諧微波信號生成裝置，其特征在于，所述半導體激光器采用波長為1550nm的半導體激光器；

所述偏振控制器采用三軸機械可調偏振控制器；

所述馬赫-增德爾電光強度調制器的工作帶寬為40GHz；

所述單模光纖采用G.652標準單模光纖；

所述光纖布拉格光柵的反射波長調諧范圍為1549nm-1552nm；

所述光分束器采用50:50的光分束器；

所述光放大器采用波長1550nm，輸出光功率10dBm以上的摻鉺光放大器；

所述光電檢測器采用工作帶寬大于40GHz的光電檢測器；

所述第一射頻放大器和第二射頻放大器均采用最大輸出功率大于1W的功率放大器；

所述射頻功分器采用50:50的射頻功率分路器；

所述低噪聲放大器采用增益20dB，噪聲系數小于4dB的低噪聲放大器。