基于光電振蕩技術(shù)的低相噪微波頻率源研究.pdf

1、微波頻率源的性能指標(biāo)如相位噪聲、頻率穩(wěn)定性等的好壞對(duì)雷達(dá)、通信等微波系統(tǒng)的性能具有舉足輕重的影響，并且在很大程度上限制著微波系統(tǒng)的性能提高。隨著科技的不斷發(fā)展，各種微波系統(tǒng)對(duì)微波源的各種性能要求日益提高，傳統(tǒng)的微波源技術(shù)不再滿(mǎn)足其需求。本文研究的基于光電振蕩器技術(shù)，輸出高頻率，低相位噪聲的微波頻率源，迎合各種微波系統(tǒng)對(duì)微波源的要求而發(fā)展，能滿(mǎn)足日益提高的性能指標(biāo)。
　　本文通過(guò)搭建光電混合系統(tǒng)作為研究平臺(tái)，利用光電振蕩器技術(shù)，產(chǎn)生

2、出低相位噪聲和高頻率穩(wěn)定性的微波信號(hào)。本文在理論上從光電振蕩器(OEO)的起振條件、相位噪聲以及光纖傳輸特性等方面分析了其基本結(jié)構(gòu)和原理，并搭建OEO系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其原理的可行性，之后還針對(duì)其輸出信號(hào)的穩(wěn)定性問(wèn)題和邊模抑制的問(wèn)題提出了相應(yīng)的解決方案。本文對(duì)于提高輸出信號(hào)的穩(wěn)定性應(yīng)用了鎖相環(huán)技術(shù)來(lái)解決，對(duì)于輸出信號(hào)邊模抑制的問(wèn)題應(yīng)用了多環(huán)光纖傳輸?shù)姆椒ā?br>　　本文對(duì)OEO中的關(guān)鍵微波器件做了詳細(xì)的介紹，其中包括低噪聲放大器

3、、微波窄帶濾波器以及鎖相環(huán)模塊。對(duì)于LNA，本文首先詳細(xì)闡述了LNA在OEO中的作用，然后根據(jù)OEO系統(tǒng)指標(biāo)確定了LNA的參數(shù)要求，之后對(duì)LNA的設(shè)計(jì)理論做了簡(jiǎn)單的介紹，最后應(yīng)用ADS仿真軟件，設(shè)計(jì)LNA并進(jìn)行仿真優(yōu)化；對(duì)于微波窄帶濾波器，本文先闡述了其在OEO中的關(guān)鍵性作用并通過(guò)OEO系統(tǒng)指標(biāo)確定了微波窄帶濾波器的參數(shù)要求，然后分別介紹了耦合微帶線(xiàn)和基片集成波導(dǎo)的基本原理，并采用這兩種方法分別設(shè)計(jì)了微波窄帶濾波器，經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，耦合微

4、帶線(xiàn)微波窄帶濾波器指標(biāo)性能出現(xiàn)偏差，因此在本文未做過(guò)多的描述，而SIW微波窄帶濾波器的實(shí)物測(cè)試數(shù)據(jù)滿(mǎn)足OEO系統(tǒng)要求；對(duì)于鎖相環(huán)模塊，本設(shè)計(jì)采用了PLL半導(dǎo)體芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)制作出的鎖相環(huán)模塊做了測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
　　通過(guò)選取的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案以及OEO系統(tǒng)，反復(fù)實(shí)驗(yàn)證明了OEO的可行性和優(yōu)越性。實(shí)驗(yàn)得出，本文設(shè)計(jì)的OEO，其輸出的低相位噪聲、高頻譜純度的微波信號(hào)，頻率為10GHz，相位噪聲為126dBc/Hz@100KHz，邊模抑制可達(dá)