一種超窄帶低噪聲光電振蕩器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光電振蕩器技術(shù)，具體涉及一種超窄帶低噪聲光電振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002] 光電振蕩器是一種不同于傳統(tǒng)振蕩器(如圖1所示）的發(fā)明振蕩器，有學(xué)者稱之為 "終極振蕩器"，高頻率、低相位噪聲特性具有極大技術(shù)優(yōu)勢(shì)光電振蕩器優(yōu)點(diǎn)：超低相噪性 能，且與振蕩頻率無關(guān)；振蕩頻率高(頻率范圍可覆蓋lGHz-lOOGHz);調(diào)諧范圍寬、速度快， 振動(dòng)敏感性低（10 12/g)。微波光電振蕩器可能是頻率源領(lǐng)域一次重要技術(shù)革命，將為未來 高性能雷達(dá)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)提供一種全新的技術(shù)路徑。
[0003] 光電振蕩器的相位噪聲與光纖延時(shí)的二次方成近似反比關(guān)系，因此增加振蕩回路 的延時(shí)時(shí)間是降低微波光電振蕩器相位噪聲的有效手段，由于相位存在360°周期性，因此 單回路微波光電振蕩存在頻率模糊性，其頻率周期為
式中，*為光反饋回路時(shí)延。為獲得高頻譜純度，實(shí)現(xiàn)對(duì)其他周期頻率的抑制，為獲得 高頻譜純度，實(shí)現(xiàn)對(duì)其他周期頻率的抑制，目前常規(guī)的微波光電振蕩器采用雙回路法對(duì)它 頻進(jìn)行抑制，這種方案依然存在周期性，振蕩回路濾波器就是實(shí)現(xiàn)對(duì)它頻抑制的技術(shù)手 段，原理上微波光電振蕩器相位噪聲越低，則等效延時(shí)時(shí)間越長，頻率模糊間隔越小，則振 蕩回路濾波器越窄。由于微波光電振蕩器工作頻率較高，由于微波光電振蕩器的工作頻率 較高，相對(duì)帶寬受工程實(shí)現(xiàn)的限制，相對(duì)帶寬一般難以小于千分之一。換言之，現(xiàn)有光電振 蕩器回路帶寬對(duì)回路延時(shí)長度的限制，制約了振蕩器的相位噪聲的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供一種超窄帶低噪聲光電振蕩器，其具體結(jié) 構(gòu)如下： 一種超窄帶低噪聲光電振蕩器，包括光源1、調(diào)制器2、光分器3、長時(shí)延光路4、短時(shí)延 光路5、第一光接收器6、第二光接收器7、電合路器8、放大耦合器10、輔助變頻濾波器組件 11。其中， 光源1的輸出端經(jīng)調(diào)制器2與光分器3的輸入端相連。光分器3將接收到光信號(hào)分成 兩路，一路光信號(hào)經(jīng)長時(shí)延光路4傳遞至第一光接收器6,另一路光信號(hào)經(jīng)短時(shí)延光路5傳 遞至第二光接收器7。第一光接收器6的輸出端、第二光接收器7的輸出端分別與電合路器 8的輸入端相連接。電合路器8的輸出端經(jīng)輔助變頻濾波器組件11與放大耦合器10的輸 入端相連接。放大耦合器10的一路輸出端與調(diào)制器2相連接，放大耦合器10的另一路輸 出端為本超窄帶低噪聲光電振蕩器的輸出端。
[0005] 進(jìn)一步說，輔助變頻濾波器組件11包括下變頻器12、窄帶濾波器13、上變頻器14、 變頻濾波器15、延時(shí)器16、輔助振蕩源17。其中，下變頻器12的輸出端經(jīng)窄帶濾波器13與 上變頻器14的一個(gè)輸入端相連。
[0006] 輔助振蕩源17分別與下變頻器12、延時(shí)器16連接，并提供時(shí)鐘信號(hào)。
[0007] 延時(shí)器16的輸出端與上變頻器14的另一個(gè)輸入端相連接。
[0008] 上變頻器14的輸出端與變頻濾波器15的輸入端相連接。
[0009] 下變頻器12的輸入端為本輔助變頻濾波器組件11的輸入端，變頻濾波器15的輸 出端為本輔助變頻濾波器組件11的輸出端。
[0010] 有益的技術(shù)效果 針對(duì)常規(guī)光電振蕩器（圖1所示）由光源、調(diào)制器、光分器、長時(shí)延光路、短時(shí)延光路、光 接收器、光接收器、電合路器、濾波器、放大耦合器等組成，由于微波光電振蕩器的工作頻率 較高，相對(duì)帶寬受工程實(shí)現(xiàn)的限制，相對(duì)帶寬一般難以小于千分之一的技術(shù)難題，本發(fā)明由 輔助變頻濾波器組件代替原振蕩器中濾波器，降低工作頻率，以減低回路等效帶寬。所述的 輔助變頻濾波器組件由下變頻、窄帶濾波器、上變頻器、寬帶濾波器、延時(shí)器、輔助振蕩源組 成。
[0011] 該超窄帶寬光電振蕩器通過輔助變頻降低振蕩回路濾波器的工作頻率，使系統(tǒng)可 以實(shí)現(xiàn)更窄的回路濾波器，從而使微波光電振蕩器可以采用更長的延時(shí)回路，最終實(shí)現(xiàn)振 蕩器超低相位噪聲。由于輔助變頻濾波器組件引入了輔助振蕩源，會(huì)引入附加的相位噪聲， 因此采用了先下變頻，再上變頻方法對(duì)引入附加的相位噪聲進(jìn)行噪聲相消。
[0012] 本發(fā)明克服了常規(guī)光電振蕩器回路帶寬對(duì)回路延時(shí)長度的限制，制約了振蕩器的 相位噪聲的性能，為改善光電振蕩器的相位噪聲提供了一個(gè)全新的方法。
【附圖說明】
[0013] 圖1是常規(guī)光電振蕩器原理圖。
[0014] 圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0015] 圖3是圖2中輔助變頻濾波器組件11的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
[0017] 參見圖2,一種超窄帶低噪聲光電振蕩器，包括光源1、調(diào)制器2、光分器3、長時(shí)延 光路4、短時(shí)延光路5、第一光接收器6、第二光接收器7、電合路器8、放大親合器10、輔助變 頻濾波器組件11。其中， 光源1的輸出端經(jīng)調(diào)制器2與光分器3的輸入端相連。光分器3將接收到光信號(hào)分成 兩路，一路光信號(hào)經(jīng)長時(shí)延光路4傳遞至第一光接收器6,另一路光信號(hào)經(jīng)短時(shí)延光路5傳 遞至第二光接收器7。第一光接收器6的輸出端、第二光接收器7的輸出端分別與電合路器 8的輸入端相連接。電合路器8的輸出端經(jīng)輔助變頻濾波器組件11與放大耦合器10的輸 入端相連接。放大耦合器10的一路輸出端與調(diào)制器2相連接，放大耦合器10的另一路輸 出端為本超窄帶低噪聲光電振蕩器的輸出端。
[0018] 進(jìn)一步說，光源1采用光譜純度好的DFB激光器，其線寬小于1MHz，相對(duì)強(qiáng)度噪聲 小于-150dBc/Hz，輸出光功率大于100mW，中心波長1550nm。調(diào)制器2的工作波長1550nm， 射頻帶寬大于18GHz，Vpi小于3. 5V。光分器3的功率分配比為1 :1。長時(shí)延光路4采用單模 光纖，長度在500至8000m之間。短時(shí)延光路5采用單模光纖，長度在50至1000m之間。第 一光接收器6的響應(yīng)度0. 8A/W，3dB帶寬大于22GHz。第二光接收器7的響應(yīng)度0. 8A/W，3dB 帶寬大于22GHz。電合路器8的隔離度大于16dB，相位不平衡度小于5度，插損小于ldB。 放大耦合器10的放大器增益大于40dB，噪聲系數(shù)小于4dB，輸出ldB壓縮點(diǎn)大于15dBm。輔 助變頻濾波器組件11的工作頻率10GHz，工作帶寬100MHz，濾波器帶寬小于200kHz。
[0019] 進(jìn)一步說，光源1的型號(hào)為EM650-193400-080-PM900-FCA-NA。調(diào)制器2的型號(hào) 為AZ-0K5-20-PFA-SFA-LV。光分器3的型號(hào)為SMF 1x2 Splitter。長時(shí)延光路4可通過 單模光纖實(shí)現(xiàn)延時(shí)。短時(shí)延光路5可通過單模光纖實(shí)現(xiàn)延時(shí)。第一光接收器6的型號(hào)為 DSC30S。第二光接收器7的型號(hào)為DSC30S。電合路器8的型號(hào)為PDM-24M-10G。放大耦合 器10可采用低噪聲放大器以及功分器實(shí)現(xiàn)。
[0020] 參見圖3,進(jìn)一步說，輔助變頻濾波器組件11包括下變頻器12、窄帶濾波器13、上 變頻器14、變頻濾波器15、延時(shí)器16、輔助振蕩源17。其中， 下變頻器12的輸出端經(jīng)窄帶濾波器13與上變頻器14的一個(gè)輸入端相連。輔助振蕩 源17分別與下變頻器12、延時(shí)器16連接，并提供時(shí)鐘信號(hào)。延時(shí)器16的輸出端與上變頻 器14的另一個(gè)輸入端相連接。上變頻器14的輸出端與變頻濾波器15的輸入端相連接。下 變頻器12的輸入端為本輔助變