[发明专利]一种基于光电振荡器的可调谐线性调频信号产生系统

说明书

本发明公开了一种基于光电振荡器的可调谐线性调频信号产生系统，主要是在单环OEO中加入一个由电移相器、微波放大器以及电衰减器组成的电选频腔。输出信号的频率由电选频腔决定，通过使用信号发生器产生信号调节电选频腔中电移相器的偏置电压，调节电选频腔输出信号的频率；利用OEO谐振腔振荡信号与电选频腔振荡信号之间的频率牵引效应实现输出频率的可调谐性，最终产生线性调频信号；输出信号的相位噪声由OEO决定；并且该方案能够通过调节电选频腔中的电衰减器有效地改善边模抑制。该方案结构简单，既保留了单环OEO低相位噪声的优势，又能有效抑制边模，为线性调频信号的产生提供了一种新的实现方法。

技术领域

本发明涉及一种基于光电振荡器(OEO)的可调谐线性调频信号产生系统。

背景技术

线性调频(LFM)信号是雷达系统中常用的一种脉冲压缩信号，它能够在增大射频脉冲宽度、提高平均发射功率、加大通信距离的同时又保持足够的信号频谱宽度，保证雷达的距离分辨率，因此在雷达和声呐探测领域得到了广泛的应用。脉冲压缩雷达在工作时发送脉冲较宽的线性调频信号，在接收时对其进行脉冲压缩，从而提取目标的距离信息；因此，如何产生高质量的线性调频信号，对脉冲压缩雷达是至关重要的。随着雷达的发展，越来越多的科研人员开始寻求低复杂度、高频谱纯度的线性调频信号的生成办法。

近些年来，国内外研究人员提出了很多线性调频信号的产生方法，例如直接利用电子器件在电子学上产生宽带线性调频信号。然而，由于电子瓶颈效应，微波领域产生的线性调频信号的中心频率较低，频率可调谐范围较小，且信噪比难以提高。

为了能够产生带宽更宽、中心频率更高的LFM信号，人们提出了基于光子技术的LFM信号产生方法，为产生高频LFM信号提供了新的解决方案。加拿大渥太华大学的J.Yao等人利用非对称的时域脉冲整形(Temporal Pulse Shaping，TPS)系统，调节非线性啁啾光纤布拉格光栅的三阶色散，产生了啁啾率可调的LFM信号，啁啾率为0.715GHz/ns。由于光波波长为亚微米量级，因此系统中很难对其相位进行控制，因此其产生信号的质量难以保证，同时该方案只能产生波形对称的LFM信号，限制了生成信号的应用，结构比较复杂，系统成本比较高。2018年，朱秋晨等人提出了一种基于双平行正交相移键控(DP-QPSK)调制器和相位调制器(PM)产生线性调频信号的方法，利用调制器将两路不同频率的光信号通过偏振复用器合并，将偏振复用光输入到PM，通过电光相位调制以及拍频的方式产生了中心频率10GHz、带宽2GHz的线性调频信号，方案中采用DP-QPSK调制器要同事精确控制3个偏置电压，增加系统的复杂度；另外，系统中光信号的偏振态易受环境影响，导致系统产生的LFM信号质量不佳。

发明内容

针对现有技术，本发明提供了一种基于光电振荡器的可调谐线性调频信号产生系统，本发明是基于光电振荡器产生可调谐线性调频信号，利用频率牵引效应即可实现频率的可调谐性，输出信号既保留光电振荡器低相位噪声的优势，又能有效抑制边模，具有很高的稳定性。