CN106411413A - 一种基于光源阵列的梳状谱信号产生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于光源阵列的梳状谱信号产生装置，包括：光源阵列、波分复用器、电光调制器、光纤光栅滤波器、光电探测器和微波功分器；光源阵列产生不同波长的多束激光；波分复用器对不同波长的多束激光进行光合路；电光调制器对光合路后的激光进行相位调制，生成光载波；光纤光栅滤波器对光载波进行滤波，并将滤波后的光载波通过长距离光纤传输至光电探测器；光电探测器对滤波后的光载波进行光电转换，生成微波信号；微波功分器将微波信号进行功分，功分后的一路信号反馈至电光调制器形成正反馈环路，功分后的另一路信号作为产生的梳状谱信号。本发明产生的梳状谱信号的相位噪声与频率无关、噪声性能优越且平坦度优越，高次谐波的功率较高。

Description

一种基于光源阵列的梳状谱信号产生装置
技术领域
本发明涉及梳状谱信号产生装置。更具体地，涉及一种基于光源阵列的梳状谱信号产生装置。
背景技术
目前在微波毫米波频率范围内进行频率综合，采用上变频和下变频的方式进行频率扩展是不可避免的，那么在变频过程中就需要产生微波本振序列，而微波本振序列的相位噪声性能直接决定了频率扩展后信号的噪声性能。目前的梳状谱信号产生装置主要是两种，一种是采用阶跃恢复二极管SRD产生，这种方式的梳状谱信号的平坦度较差，高次谐波的功率较低，而且噪声性能在理论损失的基础上再恶化6dB，另一种是采用非线性传输线技术NLTL，这种方式的梳状谱信号的平坦度较好，高次谐波的功率较高，而且噪声性能是依据理论损失计算。这两种产生方式的共同缺点是，随着频率的提高，相位噪声性能按照理论进行恶化，这是无法避免的，这也就造成了目前微波频率综合中，微波信号的相位噪声较差的原因。目前低相位噪声的微波毫米波频率源的为了兼顾远载频和近载频的相位噪声特性，通常的作法是采用几个锁相环路截取不同振荡器的最佳相位噪声进行拼接，得到噪声性能优越的时基信号，然后对时基信号通过各种倍频技术产生微波毫米波的本振信号。这种频率合成装置包括高稳晶振、压控振荡器、声表面波振荡器、介质振荡器、高稳晶振与压控振荡器的锁相环路、压控振荡器与声表面波振荡器的锁相环路、声表面波振荡器与介质振荡器的锁相环路、谐波产生器、放大器、开关滤波器组等。这种方法的缺点是无论采用何种方式进行频率合成，信号频率提高，其相位噪声必然以每10倍频程20dB的程度进行恶化。
目前只有光梳振荡器能够使频率与相位噪声无关，应用光电混合手段实现的光梳振荡器OEO，应用光纤延迟线作储能元件，可产生高频谱纯度的微波信号，可以实现在微波频段相位噪声与频率无关，可以直接提供微波射频参考，为频率合成中的微波本振组合提供优越的噪声性能，这是传统频率合成方案所无法实现的。但是光电振荡器的缺点是频率范围仅为单点频，这在微波频率综合中的局限作用非常大，
因此，需要提供一种适用于微波毫米波频率综合中的谐波产生的基于光源阵列的梳状谱信号产生装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于光源阵列的梳状谱信号产生装置，以解决现有的微波频率合成中，梳状谱产生信号装置中的以下问题：1、信号频率提高相位噪声必然恶化；2、平坦度较差。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于光源阵列的梳状谱信号产生装置，包括：光源阵列、波分复用器、电光调制器、光纤光栅滤波器、光电探测器和微波功分器；
光源阵列产生不同波长的多束激光；
波分复用器对不同波长的多束激光进行光合路；
电光调制器对光合路后的激光进行相位调制，生成光载波；
光纤光栅滤波器对光载波进行滤波，并将滤波后的光载波通过长距离光纤传输至光电探测器；
光电探测器对滤波后的光载波进行光电转换，生成微波信号；
微波功分器将微波信号进行功分，功分后的一路信号反馈至电光调制器形成正反馈环路，功分后的另一路信号作为产生的梳状谱信号。
优选地，该装置还包括：微波放大器，对光电探测器生成的微波信号进行放大并将放大后的微波信号传输至微波功分器。
优选地，所述光源阵列由多波长的半导体激光器DFB阵列组成。
优选地，所述长距离光纤的长度为100m～200m。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案克服了目前梳状谱信号产生装置的不足，其具有以下优点：1、采用光梳振荡器原理，使得产生的梳状谱信号的相位噪声与频率无关；2、采用高Q值的光纤储能腔，产生的梳状谱信号的噪声性能优越；3、梳状谱信号平坦度优越，高次谐波的功率较高。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出基于光源阵列的梳状谱信号产生装置的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例提供的基于光源阵列的梳状谱信号产生装置，包括：光源阵列1、波分复用器2、电光调制器3、光纤光栅滤波器4、光电探测器5、微波放大器6和微波功分器7；
光源阵列1的输出端与波分复用器2的输入端通过单模光纤连接，波分复用器2的输出端与电光调制器3的输入端通过单模光纤连接，电光调制器3的输出端与光纤光栅滤波器4的输入端通过单模光纤连接，光纤光栅滤波器4的输出端与光电探测器5的输入端通过长距离的单模光纤连接，光电探测器5的输出端与微波放大器6的输入端通过射频电缆连接，微波放大器6的输出端与微波功分器7的输入端通过射频电缆连接，微波放大器7的信号端与电光调制器3的反馈端通过射频电缆连接，微波功分器7的谐波端作为基于光源阵列的梳状谱信号产生装置的输出端；
光源阵列1产生不同波长的多束激光，其中，光源阵列1由多波长的半导体激光器DFB阵列组成；
波分复用器2对不同波长的多束激光进行光合路；
电光调制器3对光合路后的激光进行相位调制，生成光载波；
光纤光栅滤波器4对光载波进行滤波，并将滤波后的光载波通过长距离光纤传输至光电探测器5，其中，光纤光栅滤波器4的频响是等间隔的阻带滤波器，长距离光纤的长度为100m～200m，长距离光纤的作用是作为高Q值的光学储能腔；
光电探测器5对滤波后的光载波进行光电转换，生成微波信号；
微波放大器6对微波信号进行放大；
微波功分器7将放大后的微波信号进行功分，功分后的一路微波信号反馈至电光调制器3形成光电振荡器的正反馈环路，功分后的另一路微波信号作为产生的梳状谱信号，其中，在正反馈环路中，实现微波电光带通滤波器的功能，或者说，虚拟的微波电光带通滤波器的构成，是依据相位调制到强度调制的转换，中心频率取决于每束激光的波长和光纤光栅滤波器4阻带点之差，这种光电环路的输出频率由产生不同波长的多束激光的光源阵列1产生，每个波长的激光均可产生一种微波频率，通过选择合适波长的激光，光电环路的输出就可以形成一个序列的梳状谱信号。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (4)

1.一种基于光源阵列的梳状谱信号产生装置，其特征在于，该装置包括：光源阵列、波分复用器、电光调制器、光纤光栅滤波器、光电探测器和微波功分器；
光源阵列产生不同波长的多束激光；
波分复用器对不同波长的多束激光进行光合路；
电光调制器对光合路后的激光进行相位调制，生成光载波；
光纤光栅滤波器对光载波进行滤波，并将滤波后的光载波通过长距离光纤传输至光电探测器；
光电探测器对滤波后的光载波进行光电转换，生成微波信号；
微波功分器将微波信号进行功分，功分后的一路信号反馈至电光调制器形成正反馈环路，功分后的另一路信号作为产生的梳状谱信号。
2.根据权利要求1所述的基于光源阵列的梳状谱信号产生装置，其特征在于，该装置还包括：微波放大器，对光电探测器生成的微波信号进行放大并将放大后的微波信号传输至微波功分器。
3.根据权利要求1所述的基于光源阵列的梳状谱信号产生装置，其特征在于，所述光源阵列由多波长的半导体激光器DFB阵列组成。
4.根据权利要求1所述的基于光源阵列的梳状谱信号产生装置，其特征在于，所述长距离光纤的长度为100m～200m。
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