方 杰,王 菊,于晋龙,马 闯,谢田元,于 洋,刘 莉,彭海涛

(天津大学电气自动化与信息工程学院光纤通信实验室,天津 300072)

1 引 言

高性能微波源作为一切微波领域应用的基础,其相位噪声、频谱纯度和稳定性等指标直接影响航空航天、仪器测量、雷达等诸多领域中电子设备的性能[1-3]。随着应用需求的提高,传统微波源的噪声性能已接近极限[4]。光电振荡器(OEO)是一种高频谱纯度的新型微波信号发生器,其Q值高达1010量级,能够产生频率高达数百GHz的微波信号,且相位噪声低至-160 dBc/Hz@10 kHz,是一种非常理想的高性能微波振荡器[5]。

随着OEO相位噪声和边模抑制性能的不断完善[6-8],频率可调谐性成为了其实用化的阻碍,如何在兼顾低相位噪声和高边模抑制性能的同时产生频率可调谐的振荡信号成为了人们的研究热点。为了实现OEO输出频率的可调谐,Zhu等人提出了基于YIG电可调滤波器的OEO方案,方案中通过调节YIG滤波器的中心频率,成功地产生了8 GHz～10.675 GHz范围内可调的微波信号[9],这种方案输出信号的频率可调范围及步进完全由YIG滤波器的性能决定,因此输出信号的相位噪声较差,仅为-90.69 dBc/Hz @10 kHz。此外,为了保证输出信号的边模抑制效果,方案中通常需采用双环OEO结构,增加了系统的复杂性。

为了摆脱YIG滤波器对可调谐OEO系统性能的限制,Gao等人[10]提出了一种基于相移光栅的可调谐OEO方案。该方案通过调谐载光学波的波长实现输出频率的可调谐性,产生了6.6 GHz～13.1 GHz范围内可调谐的微波信号。但是由于相移光栅对于光源稳定度要求比较高,对于环境变化较为敏感,因此其稳定性较差；……