高精度高稳定性的可调高频信号发生器制造技术

一种高精度高稳定性的可调高频信号发生器，相串联的用于产生种子光源的分布式反馈激光器和用于将光源分为两束光的分束光耦合器，分束光耦合器的两个输出端分别连接用于对输入光信号在频域内分别朝反方向按照预定步数进行精密移频的第一光信号频域移频结构和第二光信号频域移频结构的输入端，第一光信号频域移频结构的输出端通过第一电光开关连接用于将两束光合为一束光的合束光耦合器的一个输入端，第二光信号频域移频结构的输出端通过第二电光开关连接合束光耦合器的另一个输入端，合束光耦合器的输出端连接光电探测器，光电探测器的输出构成整体输出端。本发明专利技术避免了原有电域产生高频信号的电子响应瓶颈，可以实现拍频信号高速精密调谐。

High precision and high stability adjustable high frequency signal generator

Adjustable high frequency signal generator of a high precision and high stability, is used to produce seeds distributed feedback lasers and light source for optical coupler splitting light into two beams of light series, two output beam optical coupler for terminals are respectively connected with the input optical signal in the frequency domain respectively in the opposite direction according to a predetermined step the number of the first optical signal frequency precision frequency shift frequency shift structure and a second optical signal input end of the frequency shift frequency structure, a first optical signal frequency shift frequency output end through the first optical switch structure connected for two beams of light into a beam of light input coupler of a light beam end, another input at the end of the second optical signal output end of the frequency shift frequency structure through second electro-optic switch connection beam optical coupler, output beam coupler connecting ends of the photoelectric detector, photoelectric detector. The output is formed as a whole. The invention avoids the electronic response bottleneck of the high frequency signal in the original electric field, and can realize the high speed precision tuning of the beat frequency signal.

【技术实现步骤摘要】
高精度高稳定性的可调高频信号发生器
本专利技术涉及一种高频信号发生器。特别是涉及一种利用稳定低频射频信号产生高精度高稳定性可调高频电信号的高精度高稳定性的可调高频信号发生器。
技术介绍
高频信号在远距离测试、无线通信、仪器设计、医疗、导航等领域拥有较为广泛的应用，特别是在雷达设计方面、电子对抗等军事领域有重要应用。因此，利用简单结构以及稳定的低频信号产生可调的高频信号，是高频信号发生器领域的研究热点之一。频率合成技术是一种基于电域产生高频信号的技术，随着技术的不断提高，频率合成技术的指标参数也有很大的进步，逐渐成为一种较为成熟的高频信号产生技术，广为应用。频率合成技术发展至今经历了三个阶段，即直接模拟频率合成技术期，间接频率合成技术期，以及直接数字频率合成技术期。直接模拟频率合成技术采用外部的晶振源，利用分频、混频以及倍频产生高频信号，再用滤波器滤除不需耍的信号频率；间接频率合成技术在上述技术基础之上，利用锁相环的相位锁定和压控振荡器产生需要的信号频率；直接数字频率合成通过全数字的方法，输出和信号频率对应的相位序列，然后用这个相位序列做为寻址生成幅度序列，再由DA转化及低通滤波处理，得到所需要的模拟波形。综上所述，目前的频率合成技术虽然可以产生宽信号频带和高频率稳定度的高频信号，并将高频信号向数字化发展，但是，由于压控振荡器芯片等器件存在频率转化率、带宽限制以及电路中电容对于整体电路的影响等一系列问题，从而导致只能产生GHz量级的高频信号。而且，上述方法整体系统结构复杂，损耗大，无法产生精确、稳定且可调节的高频信号。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种可以实现拍频信号高速精密调谐的高精度高稳定性的可调高频信号发生器。本专利技术所采用的技术方案是：一种高精度高稳定性的可调高频信号发生器，包括：相串联的用于产生种子光源的分布式反馈激光器和用于将所述光源分为两束光的分束光耦合器，所述分束光耦合器的两个输出端分别连接用于对输入光信号在频域内分别朝反方向按照预定步数进行精密移频的第一光信号频域移频结构和第二光信号频域移频结构的输入端，所述第一光信号频域移频结构的输出端通过用于控制移频预定步数的第一电光开关连接用于将两束光合为一束光的合束光耦合器的一个输入端，所述第二光信号频域移频结构的输出端通过用于控制移频预定步数的第二电光开关连接所述合束光耦合器的另一个输入端，所述合束光耦合器的输出端连接光电探测器，所述光电探测器的输出构成整体输出端。所述的第一光信号频域移频结构和第二光信号频域移频结构的结构相同，均包括有：输入光耦合器、单边带调制器和输出光耦合器，所述输入光耦合器的一个输入端连接所述分束光耦合器的一个输出端，所述分束光耦合器的输出端连接单边带调制器的输入端，所述单边带调制器的输出端连接所述输出光耦合器的输入端，所述输出光耦合器的一个输出端连接所述输入光耦合器的另一个输入端，所述输出光耦合器的另一个输出端连接所述第一电光开关或第二电光开关的输入端，所述单边带调制器的射频输入端连接射频信号源。所述的射频信号源为中低频射频信号源。本专利技术的高精度高稳定性的可调高频信号发生器，是一种对两束光信号频域内移频后产生高频拍频电信号的发生器，其利用中低频电信号驱动调制器实现光信号光域内的移频，产生高精度高稳定性的可调谐高频信号，避免了原有电域产生高频信号的电子响应瓶颈，且拍频信号的调谐由中低频射频驱动信号的调谐控制，可以实现拍频信号高速精密调谐。本专利技术具有如下的特点和效果：本专利技术利用射频驱动信号控制单边带调制器产生光移频量，将两束完全相同的激光在频域内向相反的方向移频，经过预定的移频步数之后，得到两束频率差较大的光信号，两束光信号拍频得到100GHz甚至THz数量级的高频电信号。本专利技术的高频信号频率取决于移频步长以及移频步数，因此可以通过射频电信号控制精准的控制所得到的高频信号频率的数值，从而实现高频信号的精准调谐。移频步长与射频信号频率相等，因此即使射频信号频率较低，只需有足够大的移频步数，也可以达到较大频率差，从而获得高频率信号。本专利技术摒弃电域中频率合成的方法，将中低频电信号调制到光载波上进行光域移频。不仅解决了原有电域的电子响应瓶颈，也使得到高频信号在具有较低的相位噪声的同时，也具有良好的稳定性。综上所述，本专利技术的高频信号源具有较低的相位噪声，同时是具有高精度与高稳定性可调谐的很有潜力的高频信号源，具有广泛的应用前景。附图说明图1是本专利技术高精度高稳定性的可调高频信号发生器的结构示意图。图中1：分布式反馈激光器2：分束光耦合器3：第一光信号频域移频结构4：第二光信号频域移频结构5：第一电光开关6：第二电光开关7：合束光耦合器8：光电探测器3.1/4.1：输入光耦合器3.2/4.2：单边带调制器3.3/4.3：输出光耦合器3.4/4.4：射频信号源具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术的高精度高稳定性的可调高频信号发生器做出详细说明。本专利技术的一种高精度高稳定性的可调高频信号发生器，一个分布式反馈激光器作为种子光源，通过光耦合器分束为两束功率相同的光信号，分别在频域内进行循环移频，经过设定的移频步数后电光开关打开，两束光拍频得到高频信号后，通过光电探测器得到高频电信号输出。如图1所示，本专利技术的一种高精度高稳定性的可调高频信号发生器，包括：相串联的用于产生种子光源的分布式反馈(DFB)激光器1和用于将所述光源分为两束光的分束光耦合器2，所述分束光耦合器2的两个输出端分别连接用于对输入光信号在频域内分别朝反方向按照预定步数进行精密移频的第一光信号频域移频结构3和第二光信号频域移频结构4的输入端，所述第一光信号频域移频结构3的输出端通过用于控制移频预定步数的第一电光开关5连接用于将两束光合为一束光的合束光耦合器7的一个输入端，所述第二光信号频域移频结构4的输出端通过用于控制移频预定步数的第二电光开关6连接所述合束光耦合器7的另一个输入端，所述合束光耦合器7的输出端连接光电探测器(PD)8，所述光电探测器8的输出构成整体输出端。所述的第一光信号频域移频结构3和第二光信号频域移频结构4的结构相同，均包括有：输入光耦合器3.1/4.1、单边带调制器3.2/4.2和输出光耦合器3.3/4.3，所述输入光耦合器3.1/4.1的一个输入端连接所述分束光耦合器2的一个输出端，所述分束光耦合器2的输出端连接单边带调制器3.2/4.2的输入端，所述单边带调制器3.2/4.2的输出端连接所述输出光耦合器3.3/4.3的输入端，所述输出光耦合器3.3/4.3的一个输出端连接所述输入光耦合器3.1/4.1的另一个输入端，所述输出光耦合器3.3/4.3的另一个输出端连接所述第一电光开关5或第二电光开关6的输入端，所述单边带调制器3.2/4.2的射频输入端连接射频信号源3.4/4.4。所述的射频信号源为中低频射频信号源，通过射频信号频率控制移频步长。本专利技术的一种高精度高稳定性的可调高频信号发生器，主要工作原理是：用中低频射频源控制光信号在光域内反向同步长移频，通过多次移频获得较大的移频差，再将两束具有较大频率差的光信号通过拍频，得到高精度高稳定性的可调高频电信号。即是对两束完全相同的光信号在频域内移频后，产生高频拍频电信号。由于单边带调制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度高稳定性的可调高频信号发生器，其特征在于，包括：相串联的用于产生种子光源的分布式反馈激光器(1)和用于将所述光源分为两束光的分束光耦合器(2)，所述分束光耦合器(2)的两个输出端分别连接用于对输入光信号在频域内分别朝反方向按照预定步数进行精密移频的第一光信号频域移频结构(3)和第二光信号频域移频结构(4)的输入端，所述第一光信号频域移频结构(3)的输出端通过用于控制移频预定步数的第一电光开关(5)连接用于将两束光合为一束光的合束光耦合器(7)的一个输入端，所述第二光信号频域移频结构(4)的输出端通过用于控制移频预定步数的第二电光开关(6)连接所述合束光耦合器(7)的另一个输入端，所述合束光耦合器(7)的输出端连接光电探测器(8)，所述光电探测器(8)的输出构成整体输出端。

【技术特征摘要】
1.一种高精度高稳定性的可调高频信号发生器，其特征在于，包括：相串联的用于产生种子光源的分布式反馈激光器(1)和用于将所述光源分为两束光的分束光耦合器(2)，所述分束光耦合器(2)的两个输出端分别连接用于对输入光信号在频域内分别朝反方向按照预定步数进行精密移频的第一光信号频域移频结构(3)和第二光信号频域移频结构(4)的输入端，所述第一光信号频域移频结构(3)的输出端通过用于控制移频预定步数的第一电光开关(5)连接用于将两束光合为一束光的合束光耦合器(7)的一个输入端，所述第二光信号频域移频结构(4)的输出端通过用于控制移频预定步数的第二电光开关(6)连接所述合束光耦合器(7)的另一个输入端，所述合束光耦合器(7)的输出端连接光电探测器(8)，所述光电探测器(8)的输出构成整体输出端。2.根据权利要求1所述的高精度高稳定性的可调高频信号发生器，其特征在于，所述的第一光信号频域移频结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：王肇颖，解陶然，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12