基于光纤电光调制器的PDH频率锁定稳定性研究

光纤器件尤其是光纤电光调制器(EOM)在简化PDH频率锁定装置的同时会诱发残余幅度调制(RAM),该效应会使PDH误差信号出现一个受环境温度影响的直流偏置,同时线型也出现一定程度的扭曲,这不仅会使频率锁定点发生漂移,同时也会影响频率锁定的时间。对PDH误差信号中存在RAM的线型进行理论和实验分析,并利用Hnsch-Couillaud(HC)技术抑制RAM,在实验上获得了无偏置且信号对称的PDH误差信号。分别利用RAM抑制闭环和开环的误差信号,进行了激光到腔模的频率锁定,验证了RAM抑制方案可以极大地增加基于光纤EOM的PDH频率锁定技术的稳定性。     

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。     

原子干涉仪中拉曼激光的相位-频率双调制稳频

为降低拉曼激光的频率噪声,提出了一种相位-频率双调制稳频技术。用光纤电光相位调制器对激光进行调制并产生大失谐边带;用射频信号对光纤相位调制器的微波驱动信号进行频率调制,通过锁相放大法将一个大失谐边带锁到铷原子的饱和吸收谱线上。利用该技术实现了拉曼种子激光的稳频和2 GHz的移频,拉曼激光的线宽大幅压窄到56 kHz,预期拉曼激光频率噪声引起的原子干涉重力仪的单次测量噪声可降低到7×10-9/s2。     

一种GNSS信号跟踪环路频相直调控制算法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)接收机信号跟踪环路正确地锁定导航信号的频率、相位是提取测量值以及导航星历的基础。传统的接收机跟踪环路采用调整频率的方式来调整相位,不能及时消除跟踪误差,并且在弱信号条件下容易受到噪声影响,难以对信号进行精确跟踪。针对这一问题,提出了一种基于非相干预滤波器的频相直调环路控制算法,采用非相干预滤波器提取跟踪误差,并且在本地信号生成阶段直接将载波相位差、载波频率差、码相位差进行消除。实验表明,与传统环路相比,频相直调算法对载波相位、码相位迁入速度分别提高了90%和95%,高动态、弱信号下多普勒估计精度分别提高了69.25%和61.37%,并且频相直调算法能够有效抑制环路参数调整、载体突然机动对载波相位锁定带来的扰动。     

PLL频率合成器的噪声底值测量

相位噪声是无线应用频率合成器的一个关键性能参数。调相蜂窝系统（如PHS,GSM和IS－54）的RF设计人员需要低噪声的本地振荡器（LO）或频率合成器单元。在调相系统中,合成器的综合相位噪声会影响收发器的RMS相位误差。频率开关时间和基准寄生抑制对调制解调器数了标准来说也是关键参数。在锁定条件下,较窄的环路滤波器带宽将降低综合相位噪声,但增加PLL（锁相环）锁定时间。本文描述对合成器所产牛的锁相环噪声进行量化的标准测量技术。相位噪声频谱单边带相位噪声是任何频率控制系统的关键性能参数。边带噪卢可变换成相关的频带…     

基于超谐波注入锁定的低相噪QVCO的设计

对基于注入锁定的正交压控振荡器(QVCO)电路进行了研究和分析,设计了一个低相位噪声、低相位误差的QVCO电路,该电路由两个电感电容压控振荡器(LC VCO)在正交相位进行超谐波耦合,通过一个频率倍增器在交叉耦合对的共模信号点注入同步信号.通过对相位误差公式的推导,提出了降低相位误差的方法,由于该电路在共模点采用二倍频取样,抑制了尾电流的闪烁噪声,降低了相位噪声.电路基于TSMC 0.18 μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺实现,测试结果表明,当谐振频率从4.5 GHz调谐到4.9 GHz时,在电源电压为1.8V时,电路消耗功率为13 mW,1 MHz频偏处的单边带(SSB)相位噪声为-129.95 dBc/Hz,与传统的QVCO相比,噪声性能得到了改善.     

光纤水听器无电中继远程解调系&统噪声优化

光纤水听器无电中继远程解调系统的噪声主要来源于放大自发辐射(ASE)噪声和双重瑞利散射(DRS)噪声。为了优化系统噪声并提升系统的性能,通过噪声拟合方法实验分离了ASE噪声和DRS噪声对系统相位噪声的影响。结果表明ASE噪声是实验系统的主要噪声源,但DRS噪声也会成为降低系统相位噪声的限制因素。理论分析并实验验证了光源相位调制方案对两种噪声源的抑制效果,通过铌酸锂相位调制器对100km远程解调系统的光源施加幅度为2.2rad、频率为40 MHz的正弦相位调制,ASE噪声功率下降了5.2dB,DRS噪声功率下降了6.2dB,系统总相位噪声下降了5.2dB。     

Sagnac光纤水听器锯齿波相位偏置技术

提出了Sagnac光纤水听器锯齿波主动相位偏置方案,分析了锯齿波2π复位误差对系统性能的影响。采用频率为94.05kHz,复位电压为10.84V的锯齿波对信号进行调制,将系统偏置在π/2附近。为抑制2π复位误差的影响,采用与锯齿波同步的脉冲信号控制模/数(A/D)转换器定时采样,采样结果就是所需的声音信号。实验表明,该系统在10kHz频率响应处信号幅度平均值为0.067rad,方差为3.08×10-5rad,信号幅度相对变化仅为0.046%,系统相位偏置十分稳定。     

基于载波相移系统的二倍频光电振荡器

为了扩展光电振荡器(OEO)的频率范围,设计了 一种基于载波相移系统的二倍频OEO(FD-OEO)。 系统采用相位调制器(PM)和Mach-Zehnder调制器(MZM)并联,构成载波相移系统,利用载 波相移双边带(CPS-DSB) 调制的方法产生二次谐波分量;同时利用啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)色散特性实现边带分 量与CPS补偿,维持 OEO环路中基频信号的振荡。实验结果显示,在OEO环路系统基频信号为2.23GHz情况下,产生了4.30 GHz的FD信号,且通过边模抑制性能、稳定性及相位噪声对系统性能进行了验证。     

移栅型全息光栅曝光干涉条纹锁定

为了提高全息光栅曝光系统的曝光对比度,抑制外部环境变化引起的曝光干涉条纹漂移,提出了一种移栅型干涉条纹锁定方法。采用分束光栅实现光源激光的分光及干涉条纹的相位调整。通过叠栅条纹间接测量干涉条纹相位变化,给出了双光电探测器的最佳探测位置。结合分光及相位调整功能,给出了分束光栅参数的设计方法。针对光栅曝光特点设计了控制器。从理论上对比了分束光栅与压电反射镜的相位调整性能。实验结果表明,采样频率为500Hz时,干涉条纹的低频漂移得到有效抑制,相位锁定精度达到0.13rad(3σ),即条纹漂移量低于±0.021个周期。该方法可以实时有效地锁定曝光干涉条纹,提高曝光对比度。且分束光栅偏转对条纹周期影响小,相位调整性能仅与分束光栅参数相关,便于光路设计。     

正弦相位调制位移干涉测量技术中调制频率的优化选择

针对正弦相位调制(SPM)干涉测量技术用于位移测量时,调制频率对干涉信号相位解调的影响,提出一种调制频率的优化选择依据.通过对干涉信号的频谱进行分析,发现当被测位移幅度较小时,较小的调制频率即可满足相位解调的要求;而当被测位移较大时,必须相应地增大调制频率,才能获得比较准确的测量结果.模拟计算以及实验结果表明,被测位移信号的幅度每增大四分之一测量光源波长,调制频率需要相应增大4倍于被测信号频率的大小,才能满足正弦相位调制位移干涉测量技术信号处理的需要.     

基于Rb原子频标电注入锁定的高频稳低相噪光电振荡器

为了进一步改善光电振荡器(OEO)输出信号频 率的长期稳定度和相位噪声,提出了一种基于 Rb原子频标电注入锁定的单环OEO。将Rb原子钟产生的高频稳正弦信号注入到单环OEO,通过 注入信号与自由振荡信号的频率牵引,OEO获得单一振荡模式。实验发现,随着注入功 率的 增大,锁定带宽变大,锁定信号的相位噪声变差;随着注入功率的下降,锁定带宽变小,锁 定信号的相位噪声得 到改善,趋近于注入源信号的相位噪声。当光纤长取10km时,获得 了中心频率10GHz、边模抑制比大 于60dB、相位噪声的指标为－76dBc/Hz@100Hz和－108dBc/Hz@10kHz的输出信号,其输 出信号的长期稳定度和准确度得到改善。实验结果与理论分析一致。     

多普勒天气雷达发射机相位噪声的测量

应用调制理论分析了射频脉冲信号受寄生调制的影响而产生的边带相位噪声，提供了相位噪声测量的理论和实际应用技术，介绍了测量发射机相位噪声的概念和方法。分析时包括用Woodword注记法表示的脉冲频谱的背景分析以及噪声边带对探测目标的影响。具体提出了直接用分辨率比较高的高性能频谱分析仪测量发射机的相位噪声是可行的，最后给出了某型S波段脉冲多普勒天气雷达发射机相位噪声的测试结果。     

T型反馈网络在谐振式光纤陀螺频率锁定中的应用

谐振式光纤陀螺（R-FOG）的频率锁定是陀螺信号检测的关键技术,尤其在长时间的测试中,谐振频率的锁定稳定度决定了陀螺的输出性能。根据光纤环形谐振腔的传输理论,分析了其谐振特性及其一次谐波特性;搭建了R-FOG测试系统,采用正弦波相位调制解调技术实现谐振谱线一次谐波的输出;在分析由运算放大器构成的传统模拟比例积分（PI）电路的漂移误差源的基础上,给出了可以有效抑制漂移误差的T型反馈网络,应用到谐振式光纤陀螺的谐振频率锁定中,得到了较好的锁定效果,经Allan方差分析,谐振频率长时间（4000s）的锁定稳定度优于910-12。     

时间调制阵列在雷达测距中的边带对消方法北大核心CSCD

时间调制阵列（TMA）天线作为一种新型阵列天线，具有扫描精度高、成本低、带宽大和可重构等诸多优点，近年来也被应用于毫米波亚毫米雷达天线的研制中。但是TMA会产生大量的无用边带，尤其是在雷达测距中这些边带会在距离维度上生成多个假目标造成一定的干扰。本文提出了一种TMA天线在雷达测距中的边带对消方法，通过计算距离谱中TMA所产生的无用边带的频率，幅度和相位等参数，该方法可以生成抑制这些无用边带所需的时域对消信号，降低无用边带所生成的假目标的影响。相比通过改进时间调制阵列天线硬件的传统方法，本文所提出的方法通过信号处理抑制边带信号，可进一步简化结构降低系统成本。本文基于LFMCW测距雷达进行边带对消的分析，通过仿真验证，该方法可以将无用边带抑制约10dB。     

TD-SCDMA直放站的EVM指标分析

1 EVM的概述 TD-SCDMA系统的码片速率为1.28 Mchip/s,信道间隔为1.6 MHz,采用非恒包络的QPSK(正交相移键控)调制方式.由于这种调制方式在幅度上也可能存在误差,相位误差和频率误差已不能正确反映其调制精度,因此需要一种可以全面衡量信号幅度误差和相位误差的指标.在星座图上,误差矢量能清楚地反映出信号的损伤程度,于是提出了误差矢量幅度(EVM)这个参数.     

关于PD雷达频率源短期稳定度计算的一些问题

本文研究PD雷达固定目标反射回波中相位噪声调制边带与动目标反射回波中载波信号的互相作用。利用相位噪声谱密度计算PD雷达频率源的短期频率稳定度的要求。 1.导出了中频相位噪声谱密度,即PD雷达的局部杂波可见度 S_△f(ω_I)=运动目标向后反射面积/固定目标向后反射面积=局部杂波可见度其中S_△f(ω_I)是对应特定多卜勒滤波器的中频相位噪声谱密度。     

精细调谐电增益环腔光电振荡器

为了有效实现光电振荡器(OEO)输出频率精细调谐 ,提出了一种基于电增益环腔(EGRR)的OEO。利用放大器、 滤波器和移相器构成可调谐EGRR,通过改变EGRR内信号的相位等效实现 环腔长度的改变,得到不同 频率的射频(RF)信号,RF信号与OEO产生的自由振荡信号电注入锁定,输出信号 的频率由锁定EGRR输出频 率的OEO模式决定,相位噪声由OEO决定。在简单结构实验的条件下,有 效实现了OEO输出频率精细调谐。实验结果表明,当光纤长为2km、EGRR长为0.5m时,得到 了频率为11.3GHz、边模抑制比(SMSR)为 48dB、可调谐范围为239MHz、调谐最小步长 为100kHz和相位噪声为－99dBc/Hz@10kHz的RF信号。     

调频

至今已经讨论了以基带信号功率源(例如,音频和视频信号)来改变射频(RF)载波幅度的问题。在调频中,频率(而不是幅度)以信号的速率改变。必须记得,在调幅(AM)中,调制信号的幅度变化越大,边带幅度的变化就越大。例如,调制信号是音频时,音频信号变化得越大,边带信号变化得就越大,从而