CN106501742B - 一种基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置，包括：基带信号发生器，输出频率细分辨信号；噪声调制器，对频率细分辨信号进行噪声调制，噪声调制后生成基带相位噪声标准；基于光梳的谐波产生器，输出多个谐波信号；中间频率产生器，根据基带相位噪声标准和多个谐波信号产生中间频率信号；基于OEO点频的本振器，产生本振信号；高频扩展模块，根据中间频率信号和本振信号生成高频微波毫米波的相位噪声标准；低频扩展模块，根据中间频率信号和本振信号生成低频微波毫米波的相位噪声标准。本发明适用于微波毫米波频率范围内的相位噪声测量系统的校准，可以解决目前微波毫米波相位噪声测量系统无法溯源的问题。

Description

一种基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置
技术领域
本发明涉及微波毫米波相位噪声标准装置。更具体地，涉及一种基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置。
背景技术
目前市场上的相位噪声测量装置主要包括引进的HP3047A、HP3048A、E5500系列及PN9000等，这些装置的组成主要包括检相器、锁相环路、低噪声放大器、数据采集和计算机。按照国军标GJB/G3414-98《相位噪声测试系统检定规程》可以对其部分指标进行校准/检定，但无法对相位噪声测量系统的相位噪声测量结果准确度进行校准/检定。目前国际上只有NIST实验室建立了微波毫米波相位噪声标准装置，其组成包括介质振荡器DRO、微波倍频器、功分器、定向耦合器、衰减器、微波噪声源和微波移相器。但是NIST微波相位噪声标准采用的载波源是介质振荡器DRO，其频率为点频，通过倍频器后，输出频率为三个点频10.6GHz、21.2GHz和42.4GHz，而且DRO本身的相位噪声很差，这直接导致了NIST微波相位噪声标准的动态范围仅为10dB，另外NIST采用的噪声调制方式是在微波频率上直接进行噪声源的加性合成，这就使得NIST微波相位噪声标准受温度的影响很大，要求使用环境严格，而且通过加性合成方式得到的相位噪声标准无法校准近载频的相位噪声测量结果准确度。
目前国内对于微波毫米波频率范围内的相位噪声测量结果准确度的校准，只能通过多台相位噪声测量系统的比对，实现相位噪声的量值统一工作。这种方法存在的问题是：1、没有在整个傅氏分析频率范围内对相位噪声测量结果准确度进行校准；2、比对测量精度不高，测量不确定度为3dB；3、不能立即得出测量结果，需要多台比对后，进行统计，才能得出结果。4、没有动态范围。
因此，需要提供一种适用于微波毫米波频率范围内的相位噪声测量系统的校准，可以解决目前微波毫米波相位噪声测量系统无法溯源的问题的基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置，解决现有的微波毫米波频率范围内相位噪声测量系统无法溯源的问题，具体如下：1、没有在整个傅氏分析频率范围内对相位噪声测量结果准确度进行校准；2、比对测量精度不高，测量不确定度为3dB；3、不能立即得出测量结果，需要多台比对后，进行统计，才能得出结果。4、没有动态范围。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置，包括：基带信号发生器、噪声调制器、基于光梳的谐波产生器、中间频率产生器、高频扩展模块、低频扩展模块和基于OEO点频的本振器；
基带信号发生器输出频率细分辨信号；
噪声调制器对频率细分辨信号进行噪声调制，噪声调制后生成基带相位噪声标准；
基于光梳的谐波产生器输出多个谐波信号；
中间频率产生器根据基带相位噪声标准和多个谐波信号产生中间频率信号；
基于OEO点频的本振器产生本振信号；
高频扩展模块根据中间频率信号和本振信号生成频率范围为3.2GHz～40GHz的微波毫米波的相位噪声标准；
低频扩展模块根据中间频率信号和本振信号生成频率范围为50MHz～3.2GHz的微波毫米波的相位噪声标准。
优选地，所述频率细分辨信号的带宽为50MHz，频率范围为200MHz～250MHz。
优选地，所述谐波信号的频率范围为8.4GHz～11.2GHz，各谐波信号之间的频率步进为400MHz。
优选地，所述中间频率信号的频率范围为9.6GHz～12.8GHz。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案具有以下优点：1、在整个傅氏分析频率范围内对相位噪声测量结果准确度进行校准；2、溯源精度高，不确定度为0.5dB；3、可立即得出测量结果；4、具备高动态范围。
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示出基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置。
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电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置包括：基带信号发生器1、噪声调制器2、基于光梳的谐波产生器3、中间频率产生器4、高频扩展模块5、低频扩展模块6和基于OEO点频的本振器7；
基带信号发生器1的输出端与噪声调制器2的输入端通过射频电缆连接，噪声调制器2的输出端与中间频率产生器4的基带端通过射频电缆连接，中间频率产生器4的谐波端与基于光梳的谐波产生器3的输出端通过射频电缆连接，中间频率产生器4的噪声端与高频扩展模块5的中间端通过射频电缆连接，中间频率产生器4的噪声端与低频扩展模块6的中间端通过射频电缆连接，基于OEO点频的本振器7的输出端与高频扩展模块5的本振端通过射频电缆连接，基于OEO点频的本振器7的输出端与低频扩展模块6的本振端通过射频电缆连接，高频扩展模块5的标准端作为整个基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置的高频输出端，低频扩展模块6的标准端作为整个基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置的低频输出端；
基带信号发生器1输出频率细分辨信号，其中，频率细分辨信号的带宽为50MHz，频率范围为200MHz～250MHz；
噪声调制器2对频率细分辨信号进行噪声调制，噪声调制后生成基带相位噪声标准，基带相位噪声标准的噪声边带值经过精确的定标为ξ1；
基于光梳的谐波产生器3输出多个谐波信号，其中，谐波信号的频率范围为8.4GHz～11.2GHz，各谐波信号之间的频率步进为400MHz，共有八个谐波信号；
中间频率产生器4根据基带相位噪声标准和多个谐波信号产生中间频率信号，其中，中间频率信号的频率范围为9.6GHz～12.8GHz，中间频率信号的噪声边带是通过搬移基带相位噪声标准的噪声边带而得到的，这样就产生了一个中间频率的相位噪声标准，中间频率的相位噪声标准的噪声边带值为ξ1；
基于OEO点频的本振器7产生本振信号；
高频扩展模块5根据中间频率信号和本振信号将中间频率的相位噪声标准的频率范围扩展到3.2GHz～40GHz，生成频率范围为3.2GHz～40GHz的微波毫米波的相位噪声标准；
低频扩展模块6根据中间频率信号和本振信号将中间频率的相位噪声标准的频率范围扩展到50MHz～3.2GHz，生成频率范围为50MHz～3.2GHz的微波毫米波的相位噪声标准。
通过高频扩展模块5和低频扩展模块6将中间频率信号的噪声边带搬移到了高频和低频范围，形成了频率范围50MHz～40GHz的微波毫米波的相位噪声标准输出。微波毫米波相位噪声标准输出的噪声边带值为ξ1。采用微波毫米波相位噪声标准校准相位噪声测量系统时，相位噪声测量系统的测量值为ξ2，那么测量误差ξ2-ξ1就是相位噪声测量系统的测量准确度。
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)

1.一种基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置，其特征在于，该装置包括：基带信号发生器、噪声调制器、基于光梳的谐波产生器、中间频率产生器、基于OEO点频的本振器、高频扩展模块和低频扩展模块；
基带信号发生器的输出端与噪声调制器的输入端通过射频电缆连接，噪声调制器的输出端与中间频率产生器的基带端通过射频电缆连接，中间频率产生器的谐波端与基于光梳的谐波产生器的输出端通过射频电缆连接，中间频率产生器的噪声端与高频扩展模块的中间端通过射频电缆连接，中间频率产生器的噪声端与低频扩展模块的中间端通过射频电缆连接，基于OEO点频的本振器的输出端与高频扩展模块的本振端通过射频电缆连接，基于OEO点频的本振器的输出端与低频扩展模块的本振端通过射频电缆连接，高频扩展模块的标准端作为装置的高频输出端，低频扩展模块的标准端作为装置的低频输出端；
基带信号发生器，输出频率细分辨信号；
噪声调制器，对频率细分辨信号进行噪声调制，噪声调制后生成基带相位噪声标准；
基于光梳的谐波产生器，输出多个谐波信号；
中间频率产生器，根据基带相位噪声标准和多个谐波信号产生中间频率信号；
基于OEO点频的本振器，产生本振信号；
高频扩展模块，根据中间频率信号和本振信号生成频率范围为3.2GHz～40GHz的微波毫米波的相位噪声标准；
低频扩展模块，根据中间频率信号和本振信号生成频率范围为50MHz～3.2GHz的微波毫米波的相位噪声标准。
2.根据权利要求1所述的基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置，其特征在于，所述频率细分辨信号的带宽为50MHz，频率范围为200MHz～250MHz。
3.根据权利要求2所述的基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置，其特征在于，所述谐波信号的频率范围为8.4GHz～11.2GHz，各谐波信号之间的频率步进为400MHz。
4.根据权利要求3所述的基于光电融合技术的微波毫米波相位噪声标准装置，其特征在于，所述中间频率信号的频率范围为9.6GHz～12.8GHz。
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