本發(fā)明屬于微波與光電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有微波限幅器的光電振蕩器。

背景技術(shù)：

光電振蕩器是使用高品質(zhì)因子(Q值)光儲能元件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)微波儲能元件的一種新型振蕩器，它產(chǎn)生的振蕩信號的相位噪聲遠(yuǎn)小于目前的電振蕩器。參見授予X·S·姚等人的中國專利第00803073.1號，光電振蕩器的基本結(jié)構(gòu)包括一個光源和由一個電光調(diào)制器、一段長光延時線(如光纖等)、一個光電探測器、一個微波放大器、一個微波帶通濾波器所構(gòu)成的閉合反饋環(huán)路，其中微波帶通濾波器的輸出信號反饋至電光調(diào)制器的微波輸入端。在這種結(jié)構(gòu)中，首先由噪聲起振，環(huán)路增益大于1，此時滿足同相疊加條件的頻率信號在諧振腔內(nèi)形成振蕩。隨著振蕩信號功率的增大，環(huán)路中的微波放大器逐漸飽和，從而環(huán)路增益受到壓縮。當(dāng)增益被壓縮至1時振蕩信號功率不再增加，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出。由于工作在飽和狀態(tài)的微波放大器的相位噪聲急劇增大，從而惡化了振蕩信號的相位噪聲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供了一種解決微波放大器飽和所導(dǎo)致的相位噪聲惡化問題的具有微波限幅器的光電振蕩器。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述問題的：一種具有微波限幅器的光電振蕩器，包括光源(100)和光電環(huán)路(110)，其中，光電環(huán)路(110)包括依次連接的光調(diào)制器(111)、長光纖(112)、光探測器(113)、微波放大器(114)、微波限幅器(115)、微波耦合器(116)、微波帶通濾波器(117)和微波移相器(118)。光調(diào)制器(111)、長光纖(112)、光探測器(113)、微波放大器(114)、微波限幅器(115)、微波耦合器(116)、微波帶通濾波器(117)和微波移相器(118)構(gòu)成了一個光電反饋環(huán)路。

具體的，一種具有微波限幅器的光電振蕩器，包括光源(100)和光電環(huán)路(110)，其中，光電環(huán)路(110)包括：光調(diào)制器(111)、長光纖(112)、光探測器(113)、微波放大器(114)、微波帶通濾波器(117)和微波移相器(118)，其中，光調(diào)制器(111)的光輸入端與光源(100)的輸出端相連，光調(diào)制器(111)的光輸出端與長光纖(112)的輸入端相連，長光纖(112)的輸出端與光探測器(113)的輸入端相連，微波帶通濾波器(117)的輸出端與微波移相器(118)的輸入端相連，微波移相器(118)的輸出端與光調(diào)制器(111)的電輸入端相連，其特征在于，光電環(huán)路(110)還包括微波限幅器(115)和微波耦合器(116)，光探測器(113)的輸出端與微波放大器(114)的輸入端相連，微波放大器(114)的輸出端與微波限幅器(115)的輸入端相連，微波限幅器(115)的輸出端與微波耦合器(116)的輸入端相連，微波耦合器(116)的第一輸出端與微波帶通濾波器(117)的輸入端相連，光調(diào)制器(111)、長光纖(112)、光探測器(113)、微波放大器(114)、微波限幅器(115)、微波耦合器(116)、微波帶通濾波器(117)和微波移相器(118)構(gòu)成了一個光電反饋環(huán)路，微波耦合器(116)的第二輸出端為本光電振蕩器的振蕩信號輸出端。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，微波限幅器(115)的泄漏功率小于微波放大器(114)的輸出1dB壓縮功率。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，振蕩信號輸出功率由微波限幅器(115)和微波耦合器(116)共同決定，振蕩信號輸出功率等于微波限幅器(115)的泄漏功率減去微波耦合器(116)的耦合比。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，所述微波限幅器(115)是PIN二極管限幅器?；蛘咚鑫⒉ㄏ薹?115)是肖特基二極管限幅器。

微波限幅器的工作特性如下：在低的輸入微波信號功率時，只有一個很小的插入損耗；在輸入高功率信號時，具有較高的信號衰減，只允許一部分稱之為“泄漏功率”的微波信號通過，即實(shí)現(xiàn)了限幅作用。在光電環(huán)路閉環(huán)工作時，若微波限幅器的泄漏功率小于微波放大器的1dB壓縮功率，則光電環(huán)路中運(yùn)轉(zhuǎn)的最大微波功率受限于微波限幅器的泄漏功率，確保微波放大器工作在線性工作區(qū)，避免了由于微波放大器工作在飽和區(qū)所引起的振蕩器輸出信號相位噪聲惡化。另外，微波限幅器是無源器件，其相位噪聲指標(biāo)優(yōu)于微波放大器。因此本發(fā)明提出的具有微波限幅器的光電振蕩器的相位噪聲指標(biāo)優(yōu)于常規(guī)光電振蕩器。

本發(fā)明還提供一種一種具有微波限幅器的光電振蕩器，其與上述技術(shù)方案的區(qū)別在于，所述微波限幅器和微波放大器的前后物理位置互換。

此時，優(yōu)化的，微波限幅器(115)的泄漏功率大于微波放大器(114)的輸入1dB壓縮功率，其中輸入1dB壓縮功率等于微波放大器(114)的輸出1dB壓縮功率減去增益。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，振蕩信號輸出功率由微波限幅器(115)和微波耦合器(116)共同決定，振蕩信號輸出功率等于微波限幅器(115)的泄漏功率減去微波耦合器(116)的耦合比。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，所述微波限幅器(115)是PIN二極管限幅器?；蛘咚鑫⒉ㄏ薹?115)是肖特基二極管限幅器。

本發(fā)明提出了一種在光電環(huán)路中采用微波限幅器的光電振蕩器，其優(yōu)點(diǎn)在于：通過微波限幅器將微波放大器限制在線性工作區(qū)，避免了由于微波放大器工作在飽和區(qū)所引起的振蕩器輸出信號相位噪聲的惡化。與常規(guī)的無微波限幅器、且微波放大器工作在飽和區(qū)的光電振蕩器相比，本發(fā)明所述的具有微波限幅器的光電振蕩器，輸出信號的相位噪聲更低，且結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1是一種具有微波限幅器的光電振蕩器原理結(jié)構(gòu)圖。

圖2微波限幅器的位置改變后的光電振蕩器原理結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

參見圖1，一種具有微波限幅器的光電振蕩器，包括光源100和光電環(huán)路110。

其中，光電環(huán)路110包括：光調(diào)制器111、長光纖112、光探測器113、微波放大器114、微波限幅器115、微波耦合器116、微波帶通濾波器117和微波移相器118。

其中，光調(diào)制器111的光輸入端與光源100的輸出端相連，光調(diào)制器111的光輸出端與長光纖112的輸入端相連，長光纖112的輸出端與光探測器113的輸入端相連，光探測器113的輸出端與微波放大器114的輸入端相連，微波放大器114的輸出端與微波限幅器115的輸入端相連，微波限幅器115的輸出端與微波耦合器116的輸入端相連，微波耦合器116的第一輸出端與微波帶通濾波器117的輸入端相連，微波帶通濾波器117的輸出端與微波移相器118的輸入端相連，微波移相器118的輸出端與光調(diào)制器111的電輸入端相連。微波耦合器116的第二輸出端為本光電振蕩器的振蕩信號輸出端。

所述微波限幅器115可以是PIN二極管限幅器，也可以是肖特基二極管限幅器。

所述微波放大器114、微波限幅器115的位置可以相互調(diào)換。因此，存在兩種具體情況：

(1)、具體情況1。如圖1所示，微波放大器114的輸出端與微波限幅器115的輸入端相連，為避免微波放大器114工作在飽和區(qū)，要求微波限幅器115的泄漏功率小于微波放大器114的輸出1dB壓縮功率。從而在光電振蕩器閉環(huán)工作時，微波放大器114的輸出功率等于微波限幅器115的泄漏功率，確保微波放大器114工作在線性區(qū)。

(2)、具體情況2。如圖2所示，光探測器113的輸出端與微波限幅器115的輸入端相連、微波限幅器115的輸出端與微波放大器114的輸入端相連、微波放大器114的輸出端與微波耦合器116的輸入端相連。圖2與圖1唯一不同的地方在于微波限幅器和微波放大器的前后位置不同。為避免微波放大器工作在飽和區(qū)，要求微波限幅器的泄漏功率小于微波放大器的輸入1dB壓縮功率，其中，輸入1dB壓縮功率定義為：輸出1dB壓縮功率減去增益(對數(shù)值相減)。在光電振蕩器閉環(huán)工作時，微波放大器的輸出功率小于輸出1dB壓縮功率，從而確保微波放大器工作在線性區(qū)。

以具體情況1為例進(jìn)一步說明，令微波限幅器115、微波耦合器116、微波帶通濾波器117和微波移相器118的總插損為5dB；微波信號輸入光調(diào)制器111的電輸入端，經(jīng)過長光纖112，并由光探測器113輸出微波信號，令這一過程導(dǎo)致的插損為25dB。則整個光電環(huán)路110的插損為30dB，因此要求微波放大器114的增益大于30dB，才能滿足環(huán)路振蕩的必要條件。

令微波限幅器115的泄漏功率為10dBm，則光電振蕩器閉環(huán)穩(wěn)定工作情況下，經(jīng)過微波耦合器116、微波帶通濾波器117和微波移相器118后輸入光調(diào)制器111的功率為5dBm，光探測器113輸出功率為-20dBm。若微波放大器114的增益為31dB，則微波放大器114的輸出功率為11dBm，因此微波放大器114的1dB壓縮功率(或飽和功率)大于11dBm即可確保微波放大器114不工作在飽和狀態(tài)。可根據(jù)實(shí)際中使用的微波放大器114的1dB壓縮功率來設(shè)計(jì)微波限幅器115的泄漏功率。目前，商用的低噪聲放大器的1dB壓縮功率大于11dBm，因此采用限幅器的光電振蕩器技術(shù)方案是工程可行的。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。