[发明专利]一种基于双平行调制器的光电振荡射频倍频器

说明书

本发明提出了一种基于双平行调制器的光电振荡射频倍频器，属于微波光子学微波射频倍频信号产生技术领域。包括连续激光源、包含上下臂的双平行调制器、光耦合器、N路不同长度的长光纤、N个光电探测器、电耦合器、电放大器以及电信号功分器；上、下臂的前端均与连续激光源输出端连接，上、下臂的后端合并后形成干涉结构，该干涉结构的输出端与光耦合器连接后通过N路长光纤与N个光电探测器连接，各光电探测器共同通过电耦合器与电放大器和电信号功分器连接，该电信号功分器第一输出端输出倍频射频电信号，第二输出端与双平行调制器下臂连接；相比于传统的倍频技术，本发明能得到更大带宽、更高频率、相位噪声表现更好的倍频射频信号。

技术领域

本发明提出一种基于双平行调制器的光电振荡射频倍频器，涉及微波光子学微波射频倍频信号产生技术领域。

背景技术

如今，微波信号倍频器已经广泛应用在通信、导航、雷达等多类电子系统中。

目前，传统微波信号倍频器(电倍频器)如图1所示，由二次谐峰产生链路101和二次谐峰放大链路102构成，射频信号注入二次谐峰产生链路101进行射频信号倍频产生，再通过二次谐峰放大链路102，对二次谐峰产生链路101的输出信号进行信号放大，最后倍频射频信号从二次谐峰放大链路102输出。在图1中，输入信号通过二次谐峰产生链路101中的非线性器件，使其输出波形发生畸变，产生了该信号的各次谐波，再用二次谐峰产生链路101的滤波电路滤出所需的谐波频次能量并输出到二次谐峰放大链路102中进行信号放大，从而实现基频信号的倍频输出。

然而随着信息传输、探测技术的快速发展，用户对信号频率和带宽的需求不断增加，传统微波信号倍频器产生的带宽和频率已经不能满足需求。微波光子倍频技术突破了上述限制，成为了高频倍频的优质方案。现有的微波光子倍频器的结构如图2所示，在这种结构中，连续激光源103将光信号注入强度调制器104，射频输入信号在强度调制器104上进行抑制载波调制，调制输入的电信号作为基频信号；经过抑制载波调制后的光信号进入光电探测器105后输出射频倍频信号(为电信号)，从而实现基频信号的倍频输出。然而利用图2所示微波光子倍频器产生的抑制载波射频倍频信号与传统的微波信号倍频器一样无法突破相位噪声恶化这一限制，输出的射频倍频信号同样存在6dB的噪声恶化。

为了突破电信号在吉赫兹(GHz)范围噪声大与倍频噪声恶化的限制，可在微波光子倍频技术基础之上利用光电振荡器作为微波信号产生器件。现有光电振荡器的原理如图3所示，在图3结构中，连续光源103直接进入强度调制器104进行射频信号光调制，调制的射频信号为环路振荡频率；经过调制的射频光信号通过长光纤106后再进入光电探测器105，经过光电探测器105的拍频后得到射频电信号；再通过电放大器107放大的射频电信号再通过窄带滤波器108进行振荡模式选模，其后在电信号功分器110分为两路，一路射频电信号重新注入强度调制器104完成振荡回路闭合，另一路射频电信号从环路输出。由于长光纤延长了光信号在环路里的时间，从而提高了环路的内部储能时间，因此提高了微波的信号质量。自倍频光电振荡器就是基于该原理实现倍频射频电信号发生，然而自倍频光电振荡器由于长延时原因导致其倍频射频输出电信号在低频偏处的相位噪声指标差，因此限制了其在低速探测领域的应用。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于双平行调制器的光电振荡射频倍频器。本发明可产生带宽大、倍频频率高、相位噪声低的倍频射频信号。

本发明采用如下技术方案：