[发明专利]一种产生多倍频低噪声微波信号的装置

说明书

技术领域

本发明涉及光生微波技术领域，尤其涉及一种产生多倍频低噪声微波信号的装置。

背景技术

随着卫星通信、雷达、光载无线通信(RoF)系统以及无线光网络的发展，一种低噪声的覆盖范围广的微波源需求越来越迫切。尤其是近年来光载通信系统的飞速发展，急需要一个频率稳定的光生微波源，该稳定微波源主要用来做载波传输信号。电缆中的高频微波信号传输过程损耗很大，无法长距离传输。而光纤传输的损耗相对很低，0.2dB/km，而且具有较强的抗电磁干扰能力，因此，利用光纤传输微波源是理想的光载无线通信解决方案之一。

如何产生高频低噪声的微波信号成为当前研究的一大热点。传统产生微波信号的方法是利用两个独立的单模激光器发出的光通过光耦合器耦合到光电探测器中，光电探测器对这两束光进行光电转换后产生一电信号，该微波信号的频率为两个独立激光器的波长差。这种方法产生的微波信号原理简单，但是产生的微波信号及其不稳定，而且相位噪声很大，这是由于两个独立的激光器间的波长变化不是同步的，这种独立的变化主要是由两个激光器波长随温度以及驱动电流的变化不同引起的。

当前，产生低噪声的微波信号主要有以下几种技术：

光注入锁定技术，通过注入锁定实现两个激光器的位相差锁定，从而降低产生的电信号的相位噪声。

光相位锁相环技术，通过光锁相环可以使两个激光器原本随机的相位差锁定，从而降低产生的电信号相位噪声。但是这种方法的缺点是结构复杂，不能够实现商业化。

利用外部调制产生微波信号，高质量的微波信号同样可以利用外部的调制信号产生，这种方法容易控制，实现性强。但是同样缺点是产生过程系统复杂。

利用双模激光器。由于双模激光器的两个激射模式是从同一有源区发出的，这种方法不同于相位锁相环，双模激光器产生的两个波长是相位不相关的。但是由于两个模式产生于同一个谐振腔，两个模式的相位相关性优于两独立激光源。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定的倍频光生微波源，以解决光生微波信号的相位噪声过大问题，并且本发明利用低频微波源产生多倍频微波信号。

为此，本发明公开了一种产生多倍频低噪声微波信号的装置，其包括：

调谐激光器，其用于输出可调谐激光，该可调谐激光的一部分注入至直调激光器；

直调激光器，其为被注入锁定的从激光器，并且其在低频微波信号的调制下产生上下边带光；

稳定微波源，其用于向直调激光器输出低频微波信号；

第一耦合器，其用于将所述可调谐激光的另一部分和所述上下边带光耦合后输出至探测器；

探测器，其用于将输入其的可调谐激光和所述上下边带光进行光电转换以转换成高频的微波信号

本发明提出的产生多倍频低噪声微波信号的装置，利用外部光注入锁定直调激光器，得到相位相关的主从光，由于直调激光器的窄线宽特性，使得长波长方向和短波长方向锁定范围达到20GHZ，可以实现宽范围的锁定，利用低频微波源连续调制直调激光器，从而产生高频高质量的微波信号。

附图说明

图1是本发明中产生多倍频低噪声微波信号的装置的结构原理图；

图2是本发明中产生微波信号的过程光谱图；

图3是本发明中倍频范围微波信号的产生图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

图1示出了本发明提供的一种产生多倍频低噪声微波信号的装置的结构原理图。如图1所示，该装置包括：

调谐激光器1，用于输出波长可在C波段连续传输的调谐激光源，该调谐激光源经耦合器6分为上路调谐激光和下路调谐激光，上路光源输入耦合器7，作为参考信号；下路光源输入环形器4的a端口；其中，优选地调谐激光器1的输出光与直调激光器的输出光在频域上光频率间隔在10-30GHZ之间，优选为20GHZ，波长间隔为0.16nm左右。

直调激光器2，其为用于实现被注入锁定的从激光器；其从稳定微波源3接收微波源信号，并发出经由该微波源信号调制后的上下边带光，所述上下边带光经所述调谐激光器1发出的下路调谐激光注入锁定后，输出至偏振控制器5；所述上下边带光为一阶边带光，被所述下路调谐激光注入锁定后的所述上下边带光与所述调谐激光的相位相关；该直调激光器可以为DFB窄线宽半导体激光器，也可以为光纤窄线宽激光器，并且该直调激光器为不带隔离器的封装形式；