基于光电振荡器结合电选频腔产生线性调频信号

发布时间：2024-12-07 05:53

　　 提出了一种基于光电振荡器结合电选频腔产生线性调频信号的方案,其中电选频腔由电放大器、电衰减器和移相器组成。通过调节电选频腔中移相器的偏置电压,利用光电振荡器输出信号与电选频腔输出信号间的频率牵引效应,能够产生中心频率为8.3GHz的线性调频信号,频率变化范围约为550MHz,调谐率约为5.5 MHz/μs,时间带宽积为5.5×10～4(带宽550MHz,持续时间100μs),其相位噪声由光电振荡器的相位噪声决定,其频率变化范围由移相器的偏置电压范围决定。与已有方法相比,该方案的系统结构较为简单,产生的线性调频信号具有较高的频谱纯度,相位噪声低至-116dBc/Hz@10kHz。

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【部分图文】：

图1 基于OEO产生LFM信号的原理

基于OEO产生LFM信号的原理如图1所示。系统构成了2个环路：其中OEO环路即loop1由马赫曾德尔调制器（MZM）、可调光衰减器（VOA）、光电探测器（PD）、EA、单模光纤（SMF）、微波耦合器（MC）组成；电选频腔即loop2由EA、PS、ATT组成。电选频腔的理论推导....

图2 电选频腔仿真图。（a）频谱图；（b）腔长变化频谱图

利用MATLAB2014软件对（1）式进行仿真，仿真结果如图2(a）所示。从图中可以看到，电选频腔输出微波信号的中心频率振荡于约8.3GHz处，微波信号线宽较宽，稳定性较差。设定电选频腔的腔长为0.3m，当PS的偏置电压增加1V时，对应的腔长增加了0.0033m，电选频腔输出信....

图3 基于OEO产生LFM信号的过程。（a）电选频腔；（b)OEO谐振腔；（c）最终振荡频率

将电选频腔嵌入OEO环路中，当OEO与电选频腔完成电注入锁定后，由于频率牵引效应[22]，可以通过电注入锁定来实现电选频腔与OEO的频率匹配，即通过改变电选频腔的频率进而改变OEO输出振荡频率，实现LFM信号的输出，具体过程如图3所示。调节电选频腔中PS的偏置电压，电选频腔的输出....

图4 电选频腔输出微波信号。（a）频谱图，RSPAN=1MHz;(b）相位噪声

当断开图1中PD的输入时，图1所示系统中仅有电选频腔即loop2工作，此时在扫频宽度（RSPAN）为1MHz的情况下测得的电选频腔输出信号的频谱图和相位噪声图如图4所示。从图中可以看出，输出信号的中心频率约为8.08771GHz，功率为10.5dBm，信号在10kHz处的相位噪....

本文编号：4014911