[發(fā)明專利]低相位噪聲下的頻率可調(diào)諧微波信號生成裝置及其方法

在審

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• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111180992A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 張品;傅振華;滕義超;劉珩
• 申請（專利權(quán)）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

一種低相位噪聲下的頻率可調(diào)諧微波信號生成裝置及其方法，通過調(diào)節(jié)所述光纖布拉格光柵的光柵長度，實現(xiàn)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(fā)出的光信號之間的可變頻率差值實現(xiàn)微波信號的頻率可調(diào)諧；同時，光電振蕩環(huán)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(diào)諧微波信號。結(jié)合其它結(jié)構(gòu)或方法有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中微波信號頻率調(diào)諧范圍較小、增加了系統(tǒng)成本、嚴重影響信號的相位噪聲的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波信號技術(shù)領(lǐng)域，也涉及頻率可調(diào)諧技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低相位噪聲下的頻率可調(diào)諧微波信號生成裝置及其方法，尤其涉及一種基于光纖布拉格光柵及光電振蕩器的低相位噪聲下的頻率可調(diào)諧微波信號生成裝置及其方法。

背景技術(shù)

雷達即用無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標并測定它們的空間位置的設備。因此，雷達也被稱為“無線電定位”。雷達是利用電磁波探測目標的電子設備。隨著雷達技術(shù)的蓬勃發(fā)展，戰(zhàn)場上對寬頻譜、大頻率跨度的雷達干擾機需求日益增加，這對雷達信號干擾機的射頻前端的本振信號的頻率調(diào)諧范圍與生成信號的質(zhì)量提出了更高的要求。光纖布拉格光柵因其大頻率調(diào)諧范圍被廣泛運用在微波光子學中的頻率調(diào)諧系統(tǒng)。而光載無線通信(RoF)技術(shù)因其具有低損耗、高帶寬、成本低等特性引起了廣泛的關(guān)注。高性能高頻信號源是RoF系統(tǒng)的一個重要的組成部分，傳統(tǒng)電子學方法受到材料和工藝的限制，較難實現(xiàn)高頻微波信號的產(chǎn)生。微波光子方法帶寬透明，損耗低，同時可以與RoF系統(tǒng)完美接入，無需二次電光轉(zhuǎn)換過程，降低了系統(tǒng)成本，提高了使用效率。

微波光子方法實現(xiàn)射頻頻率調(diào)諧的方法主要有激光器直接調(diào)諧法、射頻濾波器法、射頻移相器法等方案，其中移相器法實現(xiàn)的頻率調(diào)諧范圍較小。激光器直接調(diào)諧法需要頻率可調(diào)諧激光器，增加了系統(tǒng)成本。射頻濾波器法需要更換不同頻率的射頻濾波器，嚴重影響信號的相位噪聲。為了產(chǎn)生大頻率調(diào)諧范圍、低相位噪聲射頻信號需要提出新的原理與方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種低相位噪聲下的頻率可調(diào)諧微波信號生成裝置及其方法，有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中微波信號頻率調(diào)諧范圍較小、增加了系統(tǒng)成本、嚴重影響信號的相位噪聲的缺陷。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種低相位噪聲下的頻率可調(diào)諧微波信號生成裝置及其方法的解決方案，具體如下：

一種低相位噪聲下的頻率可調(diào)諧微波信號生成裝置的方法，包括：

通過調(diào)節(jié)所述光纖布拉格光柵6的光柵長度，實現(xiàn)反射光信號頻率的改變，利用所述光纖布拉格光柵6反射出的光信號與所述半導體激光器1發(fā)出的光信號之間的可變頻率差值實現(xiàn)微波信號的頻率可調(diào)諧；同時，光電振蕩環(huán)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(diào)諧微波信號。

所述低相位噪聲下的頻率可調(diào)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1發(fā)出載波光信號經(jīng)所述偏振控制器2調(diào)節(jié)載波光信號形成的光路中光的偏振狀態(tài)，然后經(jīng)所述馬赫-增德爾電光強度調(diào)制器3將所述光電振蕩環(huán)路中反饋的電信號調(diào)制到光信號上，被調(diào)制的光信號經(jīng)所述單模光纖4傳入所述環(huán)路器5，被調(diào)制的光信號從所述環(huán)路器5的1口進2口出，經(jīng)過調(diào)節(jié)所述光纖布拉格光柵6的光柵長度讓反射后的光信號由所述環(huán)路器5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7；反射后的光信號經(jīng)過所述光放大器8放大處理后送入所述光電檢測器9，當反射后的光信號的波長與所述半導體激光器發(fā)出的載波光信號的波長之間存在差值時，所述光電檢測器9通過拍頻效應產(chǎn)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(jīng)過所述第一射頻放大器10和第二射頻放大器12放大后反饋輸入到馬赫-增德爾電光強度調(diào)制器3中，完成整個光電振蕩環(huán)路的低相位噪聲下的頻率可調(diào)諧微波信號的生成。

當調(diào)節(jié)所述光纖布拉格光柵6上的旋鈕時，所述光纖布拉格光柵6的光柵的長度發(fā)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4增加了整個光電振蕩環(huán)路的光信號傳輸?shù)难舆t量，從而提高了輸出的射頻信號的品質(zhì)因數(shù)。