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《北京邮电大学》 2017年
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基于锁模激光器的的低相位噪声微波提取

王蕾  
【摘要】:超低相位噪声微波源在科学研究和工程应用中具有重要意义,如应用于本地振荡器,超快电子源和粒子加速器,高分辨率高速信号分析仪器,高性能雷达和天线,以及相干通信与导航等。传统谐振腔技术产生微波信号虽然具备相位噪声低的优势,但是由于其频率低以及可调谐性差的限制,已经无法满足当前对于高频、宽带、高性能的微波源需求。随着微波光子技术的不断发展,利用光频梳超低时间抖动的特性,基于光频梳来产生具有高性能微波信号的技术被提出。在这一技术中需要解决光电转换器在微波信号中引入的AM-PM噪声问题,目前的解决方案多是通过提高光电探测器的性能指标来降低这一影响,但具有系统复杂度较高、成本高的问题。本文提出了中频等效滤波方案实现基于锁模激光器的低相位噪声微波提取。该方案利用AM-PM与目标信号频率正相关的关系出发,将高频信号降低到中频频段再进行提取,从而抑制AM-PM影响,同时辅助延时匹配技术,降低链路对提取信号的性能影响。本文首先研究了锁模激光器的锁模原理,并通过实验搭建孤子脉冲锁模激光器光学链路,得到了重复频率为80MHz,脉冲宽度407.2fs的输出光脉冲。其次,本文重点研究了等效中频滤波方案的可行性,通过实验得到的频率为9.978GHz的微波信号在频偏为10KHz时单边带相位噪声为-113dBc/Hz,系统可调谐范围为1~10GHz,当锁模激光器的抖动几乎为零时,频偏大于1kHz时微波信号的相位噪声最低可达到为-155dBc/Hz左右,通过理论计算与实验验证,该方案可以有效提取具有低相位噪声特性的微波信号,且降低了对光电转换器的性能需求,为光生微波技术提供了新方案。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN248

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