一種32倍頻信號生成裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種32倍頻信號生成裝置，該裝置利用兩個獨立非相干激光器，通過兩個并聯的IQ調制器以及一個相位調制器和一個光電探測器所組成的二次調制系統，經過光邊帶篩選后，可產生具備低相位噪聲，32倍于本振頻率的電信號；解決了傳統光子倍頻器倍頻因子比較低，不足以滿足市場對更高倍頻因子的需求的難題，且該裝置受環境因素影響小、穩定性好、結構簡單，易于推廣。
【專利說明】一種32倍頻信號生成裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及倍頻信號生成【技術領域】，具體涉及一種獨立非相干雙激光低相位噪聲32倍頻信號生成裝置。

【背景技術】
[0002]毫米波在軍事電子、民用電子等許多領域上有著廣泛應用，特別是在雷達與制導、電子對抗、遙感遙測和保密通信等方面能帶來很好的效果。毫米波源是為毫米波系統提供本振信號的頻率源，是毫米波系統的“心臟”。整個毫米波系統的性能在很大程度上取決于毫米波源的性能。在毫米波通信系統、雷達與電子導航的1/?設備中，毫米波源既作為發射機的激勵信號，又作為毫米波接受設備的本振信號，高頻率穩定度低相位噪聲的毫米波頻率源可以提尚接收機的靈敏度，從而提尚系統的性能，如在雷達系統中尚性能的暈米波源可以幫助提高雷達的作用距離，分辨慢速移動的目標；在毫米波通信中高性能的毫米波源能在降低系統的誤碼率、提高通信質量和充分利用頻譜資源等方面起到關鍵作用。對于毫米波系統而言，所采用毫米波的質量將直接影響系統的整體性能，所采用毫米波發生器的價格將直接決定系統的性價比，因此是否具備穩定、廉價、高性能的毫米波發生器將直接關系到整個毫米波系統的應用范圍以及市場份額。
[0003]當前，毫米波生成技術可大體分為兩類，以傳統電子學為基礎的毫米波生成技術，以現代光子學為基礎的毫米波生成技術。以傳統電子學為基礎的毫米波生成技術采用真空管和固態功率源生成毫米波，不僅所用高頻器件價格昂貴而且會遇到帶寬和載頻的電子學瓶頸，因此這種技術正逐步被光子學為基礎的毫米波生成技術所替代。
[0004]相比之下，以現代光子學為基礎的毫米波生成技術由于大多采用光學元件，不僅成功擺脫了電子瓶頸限制，并且具有抗電磁干擾、重量輕、結構緊湊的優點。同時，基于光子學方法生成的毫米波可以與光纖傳輸系統天然地兼容，無需額外的電光和光電轉換設備，使得這項技術的應用范圍變得愈加廣闊。
[0005]目前，此技術最為直接的應用是基于光子學倍頻技術的光子倍頻器。光子倍頻器利用低頻本振，對激光進行調制，直接或間接生成兩條可差頻的相干光邊帶，通過光電轉換實現幾倍于本振頻率的毫米波生成。利用光子倍頻器生成毫米波可成倍降低射頻本振頻率，眾所周知，射頻本振是獲得毫米波信號所必須的，并且其價格占整個毫米波系統成本比重較大，射頻本振頻率越高價格越昂貴，因此光子倍頻器可大幅降低本振源所帶來的系統成本，進而極大程度提高毫米波系統的性價比。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的是提供針對上述現有技術的不足和缺點，提供一種32倍頻信號生成裝置，在比現有技術更低的射頻本振頻率下，產生32倍頻高性能毫米波，成倍提升光子倍頻器的倍頻因子，在保證毫米波系統性能的前提下，提升系統的應用范圍。
[0007]為達上述目的，本實用新型提供了信號生成裝置，包括:
[0008]激光器一，激光器二，偏振控制器一，偏振控制器二，50/5(^型耦合器，10調制器一，本振源，10調制器二，2X1光合束器一，梳狀濾波器一，相位調制器，光電檢測器一，梳狀濾波器二，梳狀濾波器三，光電檢測器二 ；
[0009]所述激光器一的輸出端連接所述偏振控制器一的輸入端，所述激光器二的輸出端連接所述偏振控制器二的輸入端，所述偏振控制器一與所述偏振控制器二的輸出端分別連接所述50/5(^型耦合器的兩個輸入端，所述50/5(^型耦合器的兩個輸出端分別連接所述10調制器一、所述調制器二的光輸入端；所述本振源的輸出端分別連接所述調制器一、所述調制器二的電出入端，所述調制器一、所述調制器二的輸出端分別連接所述2乂 1光合束器一的兩個輸入端，所述2乂 1光合束器一的輸出端連接所述梳狀濾波器一的輸入端，所述梳狀濾波器一的輸出端分別連接所述相位調制器、所述光電檢測器一的光輸入端，所述光電檢測器一的輸出端連接所述相位調制器的電輸入端，所述相位調制器的輸出端連接所述梳狀濾波器二的輸入端，所述梳狀濾波器二的輸出端連接所述梳狀濾波器三的輸入端，所述梳狀濾波器三的輸出端連接所述光電檢測器二的輸入端。
[0010]進一步的，所述調制器一、所述調制器二集成兩臂12均偏置于最大傳輸點；
[0011]所述本振源輸入所述調制器一的電信號相位與所述本振源輸入所述調制器二的電信號相位差為45度；
[0012]所述段調制器一上下兩臂電信號相位差為90度，所述調制器二上下兩臂電信號相位差為180度。
[0013]上述技術方案具有如下有益效果:
[0014]本實用新型采用兩個并聯的調制器以及一個相位調制器和一個光電探測器所組成的二次調制系統，經過光邊帶篩選后，可產生具備低相位噪聲、32倍于本振頻率的電信號，與現有技術相比，解決了傳統光子倍頻器倍頻因子比較低，不足以滿足市場對更高倍頻因子的需求的難題，對未來毫米波更快速的發展十分有益。此外，本實用新型還具有受環境因素影響小、穩定性好、結構簡單，易于推廣等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本實用新型實施例一種獨立非相干雙激光低相位噪聲32倍頻信號生成裝置結構圖；
[0017]圖2是本實用新型實施例調制器一、10調制器二的光輸入端光譜示意圖；
[0018]圖3是本實用新型實施例2X1光合束器一輸出端光譜示意圖；
[0019]圖4是本實用新型實施例相位調制器光輸入端光譜示意圖；
[0020]圖5是本實用新型實施例光電檢測器一輸入端光譜示意圖；
[0021]圖6是本實用新型實施例相位調制器電輸入端頻譜示意圖；
[0022]圖7是本實用新型實施例經過相位調制器調制后的光譜示意圖；
[0023]圖8是本實用新型實施例經過梳狀濾波器二后的光譜示意圖；
[0024]圖9是本實用新型實施例經過梳狀濾波器三后的光譜示意圖；
[0025]圖10是本實用新型實施例經過光電檢測器二生成的32倍于本振源頻率的60(--毫米波頻譜示意圖。

【具體實施方式】
[0026]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0027]針對上述現有技術的不足和缺點，本專利所實用新型的方法可在更低的射頻本振頻率下，產生32倍頻高性能毫米波，成倍提升了光子倍頻器的倍頻因子，在保證毫米波系統性能的前提下，極大地提升了系統的應用范圍，并具有更高的性價比。
[0028]實施例一:
[0029]一種獨立非相干雙激光低相位噪聲32倍頻信號生成裝置，如圖1所示，其特征在于:該裝置利用兩個獨立非相干激光器，通過兩個并聯的調制器以及一個相位調制器和一個光電探測器所組成的二次調制系統，經過光邊帶篩選后，可產生具備低相位噪聲，32倍于本振頻率的電信號；
[0030]其裝置包括:激光器一 1，激光器二 2，偏振控制器一 3，偏振控制器二 4,50/5(^型親合器5，10調制器一 6，本振源7，10調制器二 8，2父1光合束器一 9，梳狀濾波器一 10，相位調制器11，光電檢測器一 12，梳狀濾波器二 13，梳狀濾波器三14，光電檢測器二 15 ；
[0031]具體連接方式為:激光器一 1的輸出端連接偏振控制器一 3的輸入端，激光器二 2的輸出端連接偏振控制器二 4的輸入端，偏振控制器一 3與偏振控制器二 4的輸出端分別連接50/5(^型耦合器5的兩個輸入端，50/5(^型耦合器5的兩個輸出端分別連接調制器一 6、10調制器二 8的光輸入端；本振源7的輸出端分別連接調制器一 6、10調制器二 8的電出入端，10調制器一 6、調制器二 8的輸出端分別連接2X1光合束器一 9的兩個輸入端，2X1光合束器一 9的輸出端連接梳狀濾波器一 10的輸入端，梳狀濾波器一 10的輸出端分別連接相位調制器11、光電檢測器一 12的光輸入端，光電檢測器一 12的輸出端連接相位調制器11的電輸入端，相位調制器11的輸出端連接梳狀濾波器二 13的輸入端，梳狀濾波器二 13的輸出端連接梳狀濾波器三14的輸入端，梳狀濾波器三14的輸出端連接光電檢測器二 15的輸入端；
[0032]兩個調制器參數設置為調制器一 6、10調制器二 8集成兩臂12均偏置于最大傳輸點，本振源7輸入調制器一 6的電信號相位與本振源7輸入10調制器二 8的電信號相位差為45度，10調制器一 6上下兩臂電信號相位差為90度，10調制器二 8上下兩臂電信號相位差為180度。
[0033]本實施例中，激光器一 1，激光器二 2的中心頻率分別為193.3651取，193.4251--，本振源7提供的射頻頻率為1.875(^2，經過50/5(^型耦合器5，10調制器一 6，10調制器二 8的光輸入端光譜如圖2所示，經過調制器一 6，10調制器二 8，2父1光合束器一輸出端光譜如圖3所示，經過梳狀濾波器一 10，相位調制器11光輸入端光譜如圖4所示，光電檢測器一 12輸入端光譜如圖5所示，經過光電檢測器一 12，相位調制器11電輸入端頻譜如圖6所示，經過相位調制器11，光譜如圖7所示，經過梳狀濾波器二 13，光譜如圖8所示，經過梳狀濾波器三14，光譜如圖9所示，經過光電檢測器二 15，可生成32倍于本振源頻率的606?毫米波頻譜如圖10所示。
[0034]實施例二:
[0035]一種獨立非相干雙激光低相位噪聲32倍頻信號生成裝置，如圖1所示，其特征在于:該裝置利用兩個獨立非相干激光器，通過兩個并聯的調制器以及一個相位調制器和一個光電探測器所組成的二次調制系統，經過光邊帶篩選后，可產生具備低相位噪聲，32倍于本振頻率的電信號；
[0036]其裝置包括:激光器一 1，激光器二 2，偏振控制器一 3，偏振控制器二 4,50/5(^型親合器5，10調制器一 6，本振源7，10調制器二 8，2父1光合束器一 9，梳狀濾波器一 10，相位調制器11，光電檢測器一 12，梳狀濾波器二 13，梳狀濾波器三14，光電檢測器二 15 ；
[0037]具體連接方式為:激光器一 1的輸出端連接偏振控制器一 3的輸入端，激光器二 2的輸出端連接偏振控制器二 4的輸入端，偏振控制器一 3與偏振控制器二 4的輸出端分別連接50/5(^型耦合器5的兩個輸入端，50/5(^型耦合器5的兩個輸出端分別連接調制器一 6、10調制器二 8的光輸入端；本振源7的輸出端分別連接調制器一 6、10調制器二 8的電出入端，10調制器一 6、調制器二 8的輸出端分別連接2X1光合束器一 9的兩個輸入端，2X1光合束器一 9的輸出端連接梳狀濾波器一 10的輸入端，梳狀濾波器一 10的輸出端分別連接相位調制器11、光電檢測器一 12的光輸入端，光電檢測器一 12的輸出端連接相位調制器11的電輸入端，相位調制器11的輸出端連接梳狀濾波器二 13的輸入端，梳狀濾波器二 13的輸出端連接梳狀濾波器三14的輸入端，梳狀濾波器三14的輸出端連接光電檢測器二 15的輸入端；
[0038]兩個調制器參數設置為調制器一 6、10調制器二 8集成兩臂12均偏置于最大傳輸點，本振源7輸入調制器一 6的電信號相位與本振源7輸入10調制器二 8的電信號相位差為45度，10調制器一 6上下兩臂電信號相位差為90度，10調制器二 8上下兩臂電信號相位差為180度。
[0039]本實施例中，激光器一 1，激光器二 2的中心頻率分別為193.3651取，193.4751^2，本振源7提供的射頻頻率為5(^2，經過50/5(^型耦合器5，10調制器一 6，10調制器二 8的光輸入端光譜如圖2所不，經過10調制器一 6，10調制器二 8,2X1光合束器一輸出端光譜如圖3所示，經過梳狀濾波器一 10，相位調制器11光輸入端光譜如圖4所示，光電檢測器一12輸入端光譜如圖5所示，經過光電檢測器一 12，相位調制器11電輸入端頻譜如圖6所示，經過相位調制器11，光譜如圖7所示，經過梳狀濾波器二 13，光譜如圖8所示，經過梳狀濾波器三14，光譜如圖9所示，經過光電檢測器二 15，可生成32倍于本振源頻率的160(--毫米波頻譜如圖10所示。
[0040]實施例三:
[0041]一種獨立非相干雙激光低相位噪聲32倍頻信號生成裝置，如圖1所示，其特征在于:該裝置利用兩個獨立非相干激光器，通過兩個并聯的調制器以及一個相位調制器和一個光電探測器所組成的二次調制系統，經過光邊帶篩選后，可產生具備低相位噪聲，32倍于本振頻率的電信號；
[0042]其裝置包括:激光器一 1，激光器二 2，偏振控制器一 3，偏振控制器二 4,50/5(^型親合器5，10調制器一 6，本振源7，10調制器二 8，2父1光合束器一 9，梳狀濾波器一 10，相位調制器11，光電檢測器一 12，梳狀濾波器二 13，梳狀濾波器三14，光電檢測器二 15 ；
[0043]具體連接方式為:激光器一 1的輸出端連接偏振控制器一 3的輸入端，激光器二 2的輸出端連接偏振控制器二 4的輸入端，偏振控制器一 3與偏振控制器二 4的輸出端分別連接50/5(^型耦合器5的兩個輸入端，50/5(^型耦合器5的兩個輸出端分別連接調制器一 6、10調制器二 8的光輸入端；本振源7的輸出端分別連接調制器一 6、10調制器二8的電出入端，10調制器一 6、調制器二 8的輸出端分別連接2X1光合束器一 9的兩個輸入端，2X1光合束器一 9的輸出端連接梳狀濾波器一 10的輸入端，梳狀濾波器一 10的輸出端分別連接相位調制器11、光電檢測器一 12的光輸入端，光電檢測器一 12的輸出端連接相位調制器11的電輸入端，相位調制器11的輸出端連接梳狀濾波器二 13的輸入端，梳狀濾波器二 13的輸出端連接梳狀濾波器三14的輸入端，梳狀濾波器三14的輸出端連接光電檢測器二 15的輸入端；
[0044]兩個調制器參數設置為調制器一 6、10調制器二 8集成兩臂12均偏置于最大傳輸點，本振源7輸入調制器一 6的電信號相位與本振源7輸入10調制器二 8的電信號相位差為45度，10調制器一 6上下兩臂電信號相位差為90度，10調制器二 8上下兩臂電信號相位差為180度。
[0045]本實施例中，激光器一 1，激光器二 2的中心頻率分別為193.3651取，193.5151^,本振源7提供的射頻頻率為7.5(^2，經過50/5(^型耦合器5，10調制器一 6，10調制器二8的光輸入端光譜如圖2所示，經過調制器一 6，10調制器二 8，2父1光合束器一輸出端光譜如圖3所示，經過梳狀濾波器一 10，相位調制器11光輸入端光譜如圖4所示，光電檢測器一 12輸入端光譜如圖5所示，經過光電檢測器一 12，相位調制器11電輸入端頻譜如圖6所示，經過相位調制器11，光譜如圖7所示，經過梳狀濾波器二 13，光譜如圖8所示，經過梳狀濾波器三14，光譜如圖9所示，經過光電檢測器二 15，可生成32倍于本振源頻率的2406?毫米波頻譜如圖10所示。
[0046]在上述實施例中，毫米波的范圍并不限于60-240(^2。
[0047]本實用新型的上述實施例，可以達到以下有益效果:
[0048]本實用新型的上述實施例由于采用了兩個并聯的調制器以及一個相位調制器和一個光電探測器所組成的二次調制系統，經過光邊帶篩選后，可產生具備低相位噪聲、32倍于本振頻率的電信號，與最好的現有技術相比，解決了傳統光子倍頻器倍頻因子比較低，不足以滿足市場對更高倍頻因子的需求的難題，對未來毫米波更快速的發展十分有益。此夕卜，本實用新型還具有受環境因素影響小、穩定性好、結構簡單，易于推廣等特點。
[0049]本領域技術人員還可以了解到本實用新型實施例列出的各種說明性邏輯塊(1111181:1-81:1^6 10^10^1 ^匕土)，單元，和步驟可以通過電子硬件、電腦軟件，或兩者的結合進行實現。為清楚展示硬件和軟件的可替換性，上述的各種說明性部件001111)0116111:8)，單元和步驟已經通用地描述了它們的功能。這樣的功能是通過硬件還是軟件來實現取決于特定的應用和整個系統的設計要求。本領域技術人員可以對于每種特定的應用，可以使用各種方法實現所述的功能，但這種實現不應被理解為超出本實用新型實施例保護的范圍。
[0050]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種32倍頻信號生成裝置，其特征在于，包括: 激光器一，激光器二，偏振控制器一，偏振控制器二，50/50X型親合器，IQ (同相正交)調制器一，本振源，IQ調制器二，2X1光合束器一，梳狀濾波器一，相位調制器，光電檢測器一，梳狀濾波器二，梳狀濾波器三，光電檢測器二 ； 所述激光器一的輸出端連接所述偏振控制器一的輸入端，所述激光器二的輸出端連接所述偏振控制器二的輸入端，所述偏振控制器一與所述偏振控制器二的輸出端分別連接所述50/50X型耦合器的兩個輸入端，所述50/50X型耦合器的兩個輸出端分別連接所述IQ調制器一、所述IQ調制器二的光輸入端；所述本振源的輸出端分別連接所述IQ調制器一、所述IQ調制器二的電出入端，所述IQ調制器一、所述IQ調制器二的輸出端分別連接所述2X1光合束器一的兩個輸入端，所述2X1光合束器一的輸出端連接所述梳狀濾波器一的輸入端，所述梳狀濾波器一的輸出端分別連接所述相位調制器、所述光電檢測器一的光輸入端，所述光電檢測器一的輸出端連接所述相位調制器的電輸入端，所述相位調制器的輸出端連接所述梳狀濾波器二的輸入端，所述梳狀濾波器二的輸出端連接所述梳狀濾波器三的輸入端，所述梳狀濾波器三的輸出端連接所述光電檢測器二的輸入端。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于: 所述IQ調制器一、所述IQ調制器二集成兩臂MZ (馬赫曾德爾)均偏置于最大傳輸點；所述本振源輸入所述IQ調制器一的電信號相位與所述本振源輸入所述IQ調制器二的電信號相位差為45度； 所述IQ調制器一上下兩臂電信號相位差為90度，所述IQ調制器二上下兩臂電信號相位差為180度。
【文檔編號】H03B19/00GK204231297SQ201420749062
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月2日 優先權日:2014年12月2日
【發明者】劉志明, 陳坤峰, 高業勝, 馬鐵華 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所, 中北大學