采用两个SC切谐振器的低噪声甚高频晶体控制振荡器

本文叙述一种新颖的双晶体控制甚高频晶体振荡器电路的设计与性能,这种振荡器电路的输出信号单边相位噪声谱远低于常规单晶体振荡器得到的噪声谱。采用多(双)晶体谐振器可使离载波偏 f≤1 kHz 的边带相位噪声电平减小5dB。这种振荡器是对称式的,包含两个低选择性调谐回路(防止振荡在晶体 B 模谐振频率上),因此每个谐振器以相同的方式工作。两个 SC 切晶体谐振器都在高激励电平(5到8毫瓦)上工作,振荡器的两个单独输出信号是通过各自与同型式共基极缓冲放大器相串联的谐振器提取的。当调制频率超过谐振器有载带宽时,由于谐振器的窄带传输响应,使振荡器信号相位噪声被进一步抑制。此外,还因为两个负载电路(缓冲放大器)的附加噪声谱不相关,故在高调制频率(f≥10kHz)上,信号频率在负载电路输出端相加,可使输出信号的边带相位噪声电平减小3dB。用80兆赫样机振荡器进行了验证,测得它的边带相位噪声电平:f=100赫时为-134dB/Hz,f=1kHz 时为-164dB/Hz 和 f≥10kHz时为-181dB/Hz。后来单独对振荡器用谐振器的短期稳定度进行测量,结果表明,在 f=1kHz 以下的振荡器输出信号的边带相位噪声电平是由谐振器不稳定性引起的,而不是维持级晶体管的相位噪声所致。另外,有一种方法,就是采用工作状态相同的两个谐振器,由于所用两个谐振器的机械应力显示出大小相等而方向相反的加速度—频率灵敏度,可使谐振器件的输出信号频率不稳定度减小。     

基于相位调制等效展宽激光线宽的极低相噪光电振荡器

光电振荡器是一种采用光电结合方式的新型微波频率源,其利用光学长时储能,可以实现极低相位噪声的信号输出。文章研究了光纤中散射噪声对光电振荡器相位噪声的影响,重点介绍了基于相位调制等效展宽激光线宽,抑制布里渊散射噪声架构,通过理论公式推导以及实验验证,表明了上述架构可极大改善光电振荡器的相位噪声。实验中采用调制频率为50 MHz、调制幅度为3.1的相位调制信号对激光线宽进行等效展宽,得到在10 GHz频率下为-157.3 dBc/Hz@10 kHz的极低相位噪声信号输出。     

K波段高稳光电振荡器

介绍了一种具有高稳定性、高谱纯度、低相位噪声的双环路光电振荡器(OEO)。理论上分析了光电振荡器的基本原理,采用光域双环路的方案有效地实现了边模抑制,通过检测输出信号频率的变化来控制光纤环路的长度,从而得到了高质量的20GHz微波信号,其频谱纯度高,线宽小于1Hz,相位噪声在10kHz时为-112dBc/Hz,而且在4h观测时间内,频率的稳定性小于10-10。     

光电振荡器北大核心CSCD

依托微波光子学的发展,光电振荡器采用光电反馈环路技术,将激光能量转换为微波信号能量,摆脱了传统微波振荡器随频率升高相噪性能会降低的限制,能以光、电两种形式输出稳定的低噪声信号,成为一种新型的高质量微波信号源。光电振荡器不仅具有一定的可调谐性能,而且能够产生频率从几GHz到上百GHz、Q值高达1010的电信号,具有广阔的应用前景,受到了广泛的关注。文章阐述了光电振荡器的研究现状,对光电振荡器的相位噪声、边模抑制、频率稳定性、频率可调谐性、高频输出、集成化等方面进行简要概括。     

光电振荡器的原理及其实验研究

光电振荡器应用了光电混合的技术手段,通过光纤储能和延迟的方法可实现频率精度、稳定度、相位噪声都显著优于常规微波介质振荡器的一种新型振荡源.简要介绍了光电振荡器的基本原理和研究现状,并应用内调制激光器和长光纤环结构进行了实验研究,得到了相位噪声优于-112 dBc/Hz@10 kHz、线宽＜1 Hz的高性能微波信号输出.     

基于激光外调制的频率可调谐光电振荡器

为了实现光电振荡器(OEO)输出频率的可调谐,提出了一种基于外调制激光的频率可调谐光电振荡器。此方案在单环OEO的基础上增加一个由微波滤波器、电衰减器、电放大器和电移相器构成的电增益选频腔,通过调节电移相器的偏置电压可以等效改变电选频腔的腔长,从而改变其输出微波信号的频率;同时调节光延时线来改变光电振荡器的起振模式,通过电增益选频腔信号与光电振荡器自由振荡信号的电注入锁定,即可实现频率可调谐的光电振荡器,其输出信号的频率由锁定OEO模式的电增益选频腔决定。实验结果表明,本方案产生了频率调谐范围为10.05 GHz~10.09 GHz、调谐步长为400 kHz的输出信号,频率在40 MHz的范围内连续可调谐。在输出频率为10.0519 GHz时,其边模抑制比为60 dB,相位噪声为-115 dBc/Hz @10 kHz。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,为实现频率可调谐OEO提供了一种新的方法。     

耦合式光电振荡器的理论与实验研究

为了研究耦合式光电振荡器,阐述了耦合式光电振荡器的模式选择理论,给出了维持最佳锁模状态的相位匹配条件,分析了影响射频信号相位噪声的因素,进行了基于保偏机制的耦合式光电振荡器的实验研究。采用分别调节光环形腔和光电微波振荡环路中的保偏可变光纤延迟线可改变腔长的方法,获得了腔长与振荡频率的关系。同时,采用鉴频法测量了不同条件下5GHz射频信号的相位噪声,研究了影响射频信号相位噪声的因素。结果表明,耦合式光电振荡器的振荡模式取决于光环形腔的腔长,射频信号相位噪声受到光信号偏振态、相位匹配、环路长度等因素的影响。实验中获得了偏移频率10kHz处相位噪声达到-136dBc/Hz的5GHz射频信号,是目前国内已知的相位噪声最低的耦合式光电振荡器。     

加性噪声对微波光电振荡器相位噪声的影响

微波光电振荡器是一种基于微波光子技术的高频微波信号发生装置,它能够产生超高频谱纯度及超低相位噪声的微波信号。研究了典型的微波光电振荡器相位噪声产生机理及相位噪声谱密度。从构成微波光电振荡器的核心器件出发,分析了开环状态下,微波光电振荡器中的加性噪声来源及其对相位噪声的影响。     

超低相噪光电振荡器及其频率综合技术研究

该文提出一种基于级联相位调制器的注入锁定光电振荡器及其频率综合系统。该文提出的光电振荡器利用相位调制实现调制器输出光谱展宽并保持光纤中传播功率恒定,降低光纤非线性效应引入的强度噪声。采用双输出MZI级联平衡探测器的结构完成相位调制到强度调制的转化,提高系统的信噪比,实现频率为9.9999914 GHz、边模抑制比大于85 dB、10 kHz频偏相位噪声为–153.1 dBc/Hz的超低相位噪声信号输出。此外,还基于所提出的超低相位噪声光电振荡器构建了宽带、高性能频率综合系统。联合DDS和PLL的混合锁相技术,所提出频率综合器的输出频率成功覆盖5.9～12.9 GHz,相位噪声达到–130 dBc/Hz@10 kHz,杂散抑制比优于65 dB,跳频时间小于1.48 μs。      

降低光电振荡器相位噪声的方法研究

随着光电振荡器(OEO)技术的飞速发展,改善光电振荡器的相位噪声成为了一个新的研究和发展方向。文章在对光电振荡器的工作原理和特性进行阐述和分析的基础上,对降低光电振荡器相位噪声的技术手段和方案进行了总结,分析了各种方案的基本原理及性能指标。讨论了制约光电振荡器进一步降低相位噪声的因素,提出了可能的发展方向和改进措施。     

A tunable optoelectronic oscillator based on a tunable microwave attenuator

A novel realization of a wideband tunable optoelectronic oscillator (OEO) based on dual-port electrode Mach–Zehnder modulator (DMZM), a tunable microwave attenuator (TMA), and a chirped fiber Bragg grating (CFBG) is proposed and demonstrated. By simply adjusting the power ratio between the two arms of DMZM, the chirp of the DMZM will be tuned, and the center frequency of the microwave photonic filter will be tuned. When the OEO loop in the proposed system is closed, the output frequency of OEO is determined by the microwave photonic filter, and a high spectral purity microwave signal with a tunable frequency from 5.8 to 11 GHz is generated. The single sideband (SSB) phase noise of the generated signal could reach −107.4 dBc/Hz at an offset frequency of 10 kHz.     

低相噪启钥式耦合微波光电振荡器研究北大核心

针对微波通信、雷达、电子战和导航等先进电子系统的应用发展需求,为了实现具有实用价值的极低相噪耦合微波光电振荡信号产生,提出了一种基于Sigma型光纤储能环腔架构的低相噪启钥式耦合微波光电振荡器。该方案通过Sigma型光纤储能技术消除了耦合微波光电振荡器中存在的偏振衰落问题,并且通过有源光纤环腔再生增益特性极大增强了振荡器品质因数,最终实现了10 GHz耦合微波光电振荡器的开机启钥稳定运行,起振信号在10 kHz频偏处的相位噪声达到-139.26 dBc/Hz。     

星上光电振荡器的微波信号产生与转发研究

为了降低星上通信系统的质量和体积、增强系统的温度稳定性和抗电磁干扰能力,采用了一个新方法,将光电振荡器用作星上微波本振源,产生微波信号,利用光纤转发,将微波信号的产生、分配、传输与变频处理融为一个系统,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,基于光电振荡器产生了11.5GHz的微波本振信号,通过光纤进行多路转发,其中第1路信号频率与本振源相同,相位噪声为-100.5dBc/Hz@10kHz,第2路信号频率为本振信号的2倍,相位噪声为-86.6dBc/Hz@10kHz。与传统电学方法相比,该方法有显著成效,可提高转发效率,减小系统体积和重量,增强系统抗干扰性和温度稳定性,提高系统的带宽和微波信号质量、降低卫星通信成本。     

基于高次谐波体声波谐振器的微波振荡器设计

基于高次谐波体声波谐振器(HBAR)的高品质因数(Q)值和多模谐振特性,设计了Colpitts和Pierce两种形式的微波振荡器。采用HBAR与LC元件组成谐振回路的方法,与放大电路构成反馈环路直接基频输出微波频段信号。Colpitts振荡器输出信号频率为980 MHz,信号输出功率为-4.92dBm,信号相位噪声达-119.64dBc/Hz@10kHz;Pierce振荡电路输出信号频率达到2.962GHz,信号输出功率为-9.77dBm,信号相位噪声达-112.30dBc/Hz@10kHz。     

低相噪光子式微波接收机的研制

首次对微波接收机的相噪进行了理论建模,并提 出了一种基于光子技术的新型微波接收机,该接收机采用微波光子 链路来代替电缆,使用光电振荡器代替电子振荡器来作为本振源,并基于上述理论模型分析 了该种接收机较传统电子式接收 机在相噪指标上的优越性。让10 GHz载波信号分别通过电、光两种接 收机,对比输出信号的相噪情况,实验结果表明:通 过传统电子接收机接收后,载波信号相噪在1kHz频偏增加了30 dB; 而对于本文所提新型光子式接收机,载波信号相噪在 1kHz频偏仅增加10 dB,说明了该种新型接收机在集成了微波光子链 路与光电振荡器两种新型光子技术后,相噪指标得到了显著提高。     

A monolithically integrated 190-GHz SiGe push-push oscillator

In this letter, we present a fully monolithically integrated G-band push-push oscillator. The device is fabricated in a production-near SiGe:C bipolar technology. The transistors used in this work show a maximum transit frequency f/sub T/= 200GHz and a maximum frequency of oscillation fmax= 275GHz. The passive circuitry is realized by integrated transmission-line components, metal-insulator-metal (MIM)-capacitors and TaN resistors. The frequency of the output signal can be tuned between 183.3GHz and 190.5GHz, the maximum output power of the oscillator is -4.5dBm and the measured minimum single sideband phase noise is -73dBc/Hz at 1-MHz offset frequency. This represents the highest output frequency for oscillators using heterojunction bipolar transistor technology and published up to now.     

Ku频段多通道抗振激励源设计

介绍一种Ku频段多通道抗振激励源设计,采用X频段抗振低相噪介质稳频振荡器(DRO),通过结构固连减少各部分电路在振动环境中的相对运动,保证了激励源在振动条件下的稳定性.采用二次谐波镜频抑制混频器一次变频,简化了激励源电路并实现了对本振泄漏的高抑制度和良好的边带抑制.多芯片微带混合集成设计实现了激励源的小型化.研制的样机达到了振动环境下相噪优于-97 dBc/Hz@10kHz,本振抑制大于32 dB、边带抑制大于35 dB的优良性能,验证了设计技术的有效性.     

低相位噪声微波振荡器设计

针对Ka和Ku波段上、下变频装置对微波振荡器低相位噪声和小型化的要求,该文采用单环锁相式频率合成技术完成了微波振荡器的设计,并对锁相环的相位噪声进行了理论计算。分析了鉴相频率、鉴相器灵敏度和环路带宽对锁相环输出相位噪声的影响,根据分析结果对微波振荡器电路参数合理选择,同时兼顾了低相位噪声与小型化的设计要求。测试结果表明,振荡器的相位噪声指标与理论计算一致,各项指标均达到要求,可满足实际工程应用。