微波光電振蕩器的相位噪聲及雜散分析研究.pdf

1、振蕩器作為電子系統(tǒng)的核心部分，被廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、測(cè)量等領(lǐng)域。振蕩器相位噪聲性能是決定系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素，高性能電子信息系統(tǒng)往往需要一個(gè)低相噪的振蕩源。光電振蕩器(Opto-Electronic Oscillator, OEO)是一種結(jié)合光通信與微波技術(shù)的新型振蕩器，能夠在X波段以上產(chǎn)生超低相噪振蕩信號(hào)。與傳統(tǒng)振蕩器相比，OEO的相位噪聲可以在微波、毫米波甚至更高頻率下得到保持;不僅如此，OEO同時(shí)具有電、光兩種輸出端口，能夠方便應(yīng)

2、用于各種光通信系統(tǒng)與微波光子系統(tǒng)。
　　 本文旨在實(shí)現(xiàn)低相噪、高雜散抑制OEO，論文的主要研究工作如下:(1)綜述了OEO接近10年的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，通過對(duì)單環(huán)、雙環(huán)OEO進(jìn)行對(duì)比與分析。本文選擇相位噪聲低且雜散抑制比高的雙環(huán)OEO作為實(shí)現(xiàn)低相噪源的研究對(duì)象。(2)提出了一種合理的模型來實(shí)現(xiàn)光電振蕩器;綜合分析OEO的各核心器件參數(shù)，對(duì)整個(gè)微波光鏈路理論建模，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論模型的正確性。此外，還基于該模型分析了選用的激光器

3、、調(diào)制器、探測(cè)器以及光纖的各項(xiàng)特性及其對(duì)微波光鏈路的的影響。(3)從適當(dāng)優(yōu)化器件參數(shù)和相位噪聲的組成內(nèi)外兩個(gè)方面分析降低OEO相噪的方法。這是論文的主要內(nèi)容，體現(xiàn)在第三章節(jié)。本文基于OEO的隨機(jī)延時(shí)-微分方程模型，通過理論分析與仿真研究各個(gè)頻率段的相位噪聲特性以及加性和乘性噪聲對(duì)OEO振蕩信號(hào)相噪的影響。(4)分析了OEO環(huán)路中雜散的抑制方法。文中分析了當(dāng)環(huán)腔延時(shí)量和濾波器帶寬均發(fā)生變化時(shí)，對(duì)光電振蕩的相位噪聲和雜散抑制比的綜合影響，并

4、給出仿真結(jié)果。在光電振蕩器的選模中采用了雙環(huán)振蕩選模的創(chuàng)新方法，解決了低相噪微波光電振蕩器中雜散過高的問題，使光電振蕩器雜散抑制的關(guān)鍵技術(shù)獲得突破，取得了預(yù)期的很好的雜散抑制效果;這些也是論文的主要內(nèi)容，體現(xiàn)在論文的第四章節(jié)。(5)本文在雙環(huán)振蕩方案實(shí)現(xiàn)的OEO樣機(jī)上對(duì)各項(xiàng)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:主要完成了起振閾值、相噪抑制和雜散抑制實(shí)驗(yàn)，樣機(jī)能在10GHz處產(chǎn)生功率約為10dBm的高純信號(hào)。產(chǎn)生信號(hào)的雜散抑制比大于60dBc。雙環(huán)OEO由于