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1、基于光电振荡器的高品质微波源研究ResearchofHighQualityMicrowaveSourceBasedonOptoelectronicOscillator学科专业：信息与通信工程研究生：黄港膑指导教师：于晋龙教授天津大学电子信息工程学院二零一五年十二月摘要微波源是许多电子系统中的核心部件。在航空、雷达、导航和通信系统等应用领域，对高频谱纯度和低相位噪声的微波源的需求越来越大。而传统的微波源技术，特别是在微波/毫米波频段，相位噪声越来越无法满足系统的要求。而光电振荡器（OptoelectronicOscillator,OEO）作为一种新型的微
2、波源，能够产生极低相位噪声的微波信号。本文基于OEO的基本原理，实现了一种相位噪声低、边模抑制比高、稳定性好的微波源。本文首先介绍了光电振荡器的国内外研究现状，比较了现有方案的优缺点，并对光电振荡器的基本原理进行了理论分析，包括起振条件、功率谱密度和噪声性能等。结合课题要求，选择了偏振双环结构作为研究对象，并阐明了抑制边模的原理，并针对OEO低噪声的特点，分析比较了两种测量OEO相位噪声的方法。在此基础上，从噪声和实现的角度分析了激光器、光电探测器和光纤等部件参数的影响，同时，完成了激光器驱动和低噪声放大器的设计，并采用锁相环技术，制作腔长控制模块，提
3、高频率稳定性。课题完成了OEO样机并进行了相关测试，包括相位噪声、边模抑制和稳定性等。测试结果表明，样机能产生一个10GHz，功率约为12dBm的高质量信号，边模抑制比大于70dB，单边带相位噪声为-140dBc/Hz@10kHz。同时，利用锁相技术，振荡频率的稳定性得到了很大的改善，在实验室环境连续、稳定工作3小时，漂移小于±4Hz。关键词：光电振荡器偏振双环相位噪声边模抑制ABSTRACTThemicrowavesourceisanimportantcomponentofallelectronicsystemscomponents.Commerci
4、alandmilitaryapplicationsformicrowaveandmillimeter-wavesourcesinaerospace,radar,navigation,communicationsystemrequirehighspectrumpurityandlowphase-noiseoscillators.Butespeciallyinthemicrowave/millimeterwaveband,thetechnologiesofconventionalmicrowavesourceareunabletomeetthesystem
5、requirements.Asanovelmicrowavesource,itcangenerateextremelylowphasenoisemicrowavesignals.Inthispaper,amicrowavesourcebasedoptoelectronicoscillatorisproposed,whichachievesalowphasenoise,highside-modesuppressionratioandgoodstability.Inthefirst,itintroducestheresearchstatusOEOandco
6、mparestheadvantagesanddisadvantagesofexistingprograms.Thenthebasicprinciplesandstructureoftheoptoelectronicoscillator(OEO)istheoreticallyanalyzed,includingoscillationthreshold,powerspectraldensityandnoiseperformance.Combinedwithrequirementsofthesubject,weselectthedual-loopOEOwit
7、hdifferentpolarizationstatesasaresearchobject,andclarifytheprincipleofsidemodesuppression,andintroducetwophasenoisemeasurementmethodsforOEO.Onthisbasis,theparametersoflaser,photodetector,fiberandothercomponentsareanalyzedfromtheperspectiveofthenoiseandimplementation.Meanwhile,th
8、elaserdriverandalow-noiseamplifieraredesigned,a
