[发明专利]一种宽带光子毫米波噪声信号产生装置及方法

说明书

本发明公开了一种宽带光子毫米波噪声信号产生装置及方法，利用微环谐振反馈混沌激光器中的分布式反馈半导体激光器与耦合器、微环谐振器组成外腔反馈结构扩大混沌激光的光谱线宽，从而输出光谱线宽增宽的混沌光，通过调控两路混沌光的波长，使得不同波长的混沌光经过光子混频器进行拍频，从而产生宽带的高频毫米波噪声信号。有效克服了传统的利用自发辐射光产生噪声信号功率低、以及利用镜面反馈混沌激光拍频产生毫米波噪声信号带宽小的问题。本发明的宽带光子毫米波噪声信号发生装置结构简单，易于实现。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种宽带光子毫米波噪声信号产生装置及方法。

背景技术

噪声信号发生器是一种特殊的能在特定频段产生噪声的装置，是进行器件参数测试和系统性能检测的重要设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。毫米波噪声是指波长范围从10毫米至1毫米，或者频率范围从30吉赫兹至300吉赫兹的噪声信号。在实际应用中，毫米波噪声信号可以用来对高频仪器及组件进行噪声系数的测量、对雷达系统进行信噪比测试、对通信系统改进型信道和误码率分析等。

现今存在的毫米波噪声源主要有雪崩二极管噪声源、气体放电二极管噪声源、肖特基二极管噪声源等，上述三项二极管都存在着一些问题，如肖特基二极管作为噪声源存在的问题是：在较高的反向偏压下，二极管的雪崩击穿区的散弹噪声频率超过100hz，现已研制出频率在130hz到170hz的工作频段的噪声发生器芯片，但由于雪崩击穿噪声频率的限制，这类噪声发生器的工作频率一般低于170hz，且输出频率越高，输出噪声功率平坦度越差，超噪比越低。

河海大学计算机与信息学院韩春等人提出了一种宽带数字高斯白噪声产生的方法，通过FPGA并行产生4路m序列，并使用多相滤波技术进行滤波，然后将4路信号合成2路信号输入到DAC，最后进行放大滤波得到模拟的宽带白噪声，但由于实际应用的需求，基于数字信号处理技术的噪声源难以满足实际需求，因此基于光学方法的噪声源应运而生。基于光学方法的噪声信号发生器结构简单，更易满足实际需求。许晋玮教授用经过平顶/高斯滤波的自发辐射光产生了110GHz的白噪声，但是这种方法产生的光噪声功率低，带宽不易调整，滤波后无法满足噪声发生器的功率要求。基于两路镜面反馈的混沌激光进行拍频可以产生高频的毫米波噪声，通过混沌光强度的随机起伏产生高功率的噪声信号，但其光谱的线宽较窄，限制了毫米波噪声信号的带宽。

综上所述，现有的噪声发生器产生的噪声信号带宽小、功率过低，难以满足实际需求。

发明内容

本发明为解决现有的噪声发生器产生的噪声信号带宽小、功率过低的问题，提供了一种宽带光子毫米波噪声信号产生装置及方法。

为实现以上发明目的，而采用的技术手段是：

一种宽带光子毫米波噪声信号产生装置，包括第一微环谐振反馈混沌激光器、第二微环谐振反馈混沌激光器、光耦合器和光子混频器；所述第一微环谐振反馈混沌激光器和第二微环谐振反馈混沌激光器的输出端均分别连接所述光耦合器的输入端，所述光耦合器的输出端连接光子混频器的输入端，所述光子混频器的输出端作为宽带光子毫米波噪声信号产生装置的输出端；其中第一微环谐振反馈混沌激光器和第二微环谐振反馈混沌激光器产生波长不同的混沌光。

上述方案中，通过第一微环谐振反馈混沌激光器、第二微环谐振反馈混沌激光器输出光谱线宽增宽的混沌光，通过调控两路混沌光的波长，使得不同波长的混沌光经过光子混频器进行拍频，从而产生宽带的高频毫米波噪声信号。