光电振荡器的相位噪声特性

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1、第37卷第5期红外与激光工程2008年10月Vol.37No.5InfraredandLaserEngineeringOct.2008光电振荡器的相位噪声特性陈吉欣，周涛(信息综合控制国家重点实验室，四川成都610036)摘要：与传统的微波振荡器相比，光电振荡器利用光纤储能，能够产生低相位噪声的微波信号。论述了光电振荡器的特点、基本结构和工作原理，推导了相位噪声的表达式，对其特性进行了理论研究，并构建了光电振荡器的实验。理论分析表明，光纤延时、激光器的相对强度噪声以及微波放大器的噪声系数会影响光电振荡器的相位噪声，为减小相位噪声提供了理论依据。实验测量了3种光纤延时下的

2、相位噪声，并与理论分析的结果进行了对比，证明了理论分析的正确性。关键词：光电振荡器；相位噪声；光纤延时；噪声系数中图分类号：TN929.1文献标识码：A文章编号：1007-2276(2008)05-0863-03CharacteristicofphasenoiseofoptoelectronicoscillatorCHENJi蛳xin,ZHOUTao(NationalInformationControlLaboratory,Chengdu610036,China)Abstract:Comparedwithtraditionalmicrowaveoscillator,op

3、toelectronicmicrowaveoscillatorcanstoresignalenergybyasectionoflongfiberdelaylineandproducemicrowavesignalwithlowerphasenoise.Thecharacteristic,structureandprincipalofoptoelectronicmicrowaveoscillatorwerepresented,andtheexpressionsandcharacteristicsaboutthephasenoiseofoptoelectronicoscil

4、latorwerestudied.Theoreticalanalysisshowsthatfiberdelaytime,relativeintensitynoiseoflaserandnoisefigureofmicrowaveamplifiercanaffectphasenoiseofoptoelectronicmicrowaveoscillator.Thisprovidedtheoreticalbasistoreducethephasenoiseofoptoelectronicmicrowaveoscillator.Anexperimentofoptoelectro

5、nicmicrowaveoscillatorwasconstructed,andthephasenoiseofoptoelectronicmicrowaveoscillatorwiththreefiberdelaytimeswasmeasured.Theexperimentalresultsvalidatethetheoreticalmodelpresentedinthispaper.Keywords:Optoelectronicoscillator;Phasenoise;Fiberdelaytime;Noisefigure量较差。虽然，原子钟的相位噪声在频偏为10kH

6、z时可0引言以达到-150dBc/Hz，但输出频率在几十兆赫。通过倍频等频率变换方式可得到高频信号输出，但是相位噪声将微波振荡器是现代电子仪器设备的关键部分，用会严重恶化。通常，频率增加10dB，相位噪声恶化来提供参考信号以建立或选择特殊的传输通道，也用20dB。1994年，美国喷气动力实验室（JPL）研究出光电来产生时钟信号，广泛应用于电子系统中，如微处理振荡器，可以产生高质量的微波信号[2]。光电振荡器利用器、无线基站、雷达、卫星通信链路等。在过去20年光电混合的方法，采用光纤延迟线作储能元件，可以实里，微波振荡器得到了快速的发展。随着各种应用需现在微波频段相位噪声

7、与频率无关。据报道，国外已经求不断增加，微波系统对振荡器输出信号的相位噪声实现载波为10GHz、频偏为10kHz时-143dBc/Hz[3]特性要求也越来越高。的相位噪声，而典型的载波为10GHz的微波振荡器在目前，常见的微波振荡器在频率较高时，信号质10kHz的相位噪声大约为-100dBc/Hz。收稿日期：2008-01-08；修订日期：2008-02-12基金项目：重点实验室预研资助项目(YG0602)作者简介：陈吉欣（1977－），男，四川绵阳人，工程师，博士，主要从事微波和光信号处理方面的研究。Email:jixinc@163.c