一种频率可调谐微波信号发生器制造技术

本发明专利技术提供了一种频率可调谐微波信号发生器，包括半导体激光器、环形器、边模抑制模块、光耦合器、信号检测模块、光衰减器；本发明专利技术利用半导体激光器内部载流子浓度的变化实现发生器的光源与反馈调制器，不需要外部微波源，减少了设备的使用；利用信号检测模块实时将发生器的微波信号质量反馈给电流与稳定控制模块，通过电流与稳定控制模块对半导体激光器内部的载流子浓度进行精确控制，实现发生器微波信号稳定输出；频率可调谐大宽带微波信号发生器采用的是半导体器件作为微波振荡信号反馈与微波信号频率调谐的核心器件，具备易集成、耗能低等独特的优势。耗能低等独特的优势。耗能低等独特的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种频率可调谐微波信号发生器


[0001]本专利技术涉及一种频率可调谐微波信号发生器。

技术介绍

[0002]随着光子技术的不断发展，将光子技术与微波技术相结合的微波光子技术受到广泛关注。通信、微波光子、光导航、雷达、光计算等领域对小型化、低功耗、大带宽高频微波源提出了迫切的需求。但在以往的微波源系统中，电微波器件的使用，极大地限制了整个系统的操作带宽，同时其系统存在着耗能大、集成度低等问题。为了解决系统的操作带宽小以及“电子瓶颈”等问题，采用半导体器件产生大带宽微波信号将是一种有效的手段。然而，复杂工况下的微波信号源要求其稳定性好、相位噪声低、微波信号频率可调谐范围大。然而，全光微波信号源基本采用全光结构可以产生大范围频率可调谐微波信号，但是其微波信号源极易遭受外界工况的影响，如温度、振动等，致使其全光微波源产生的微波信号及其不稳定。极大的阻碍了全光微波源在工程中的实际应用。开发一种尺寸小、响应速度快和易集成的频率可调谐大宽带微波信号发生器，已成为提升我国在通信、微波光子、光导航、雷达、光计算等领域迫切需解决的难题。如公开号为CN108155539B公开的一种大范围连续可调的窄线宽光子微波发生器，通过光电反馈环路的光反馈对光子微波信号的线宽进行初步压缩以及相位进行初步稳定，并通过采用光电反馈对光子微波信号的线宽进行进一步压缩以及相位进行进一步稳定，以获得高质量的大范围连续调谐光子微波。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种频率可调谐微波信号发生器。
[0004]本专利技术通过以下技术方案得以实现。
[0005]本专利技术提供的一种频率可调谐微波信号发生器，包括半导体激光器、环形器、边模抑制模块、光耦合器、信号检测模块、光衰减器；所述半导体激光器与环形器连接，环形器与边模抑制模块连接，边模抑制模块与光耦合器连接，光耦合器与信号检测模块连接，所述边模抑制模块对光场进行相位精确控制，所述光耦合器将光场成两路光场，一路通过环形器进入半导体激光器实现反馈调制与频率控制，另一路经过信号检测模块后输出微波信号。
[0006]所述边模抑制模块包括偏振分束器系统、自动相位匹配控制系统、偏振合束器系统，所述偏振分束器系统将光粉尘两个正交方向的光场，两个正交方向的光场分别通过自动相位匹配控制系统进行相位精确控制后经过偏振合束器系统合并。
[0007]所述信号检测模块包括光电检测模块、低通滤波器模块、模数转化器模块、傅里叶变化器模块、处理器模块、数模转化器，所述光电检测模块输出微波信号，所述低通滤波器模块、模数转化器模块、傅里叶变化器模块、处理器模块、数模转化器对光场进行处理后通过电流与温度控制模块反馈到半导体激光器。
[0008]所述电流与温度控制模块包括温度补偿模块和电流补偿模块，所述温度补偿模块和电流补偿模块根据数模转化器反馈的光信号控制半导体激光器的载流子浓度的稳定。
[0009]所述环形器上还安装有光衰减器,光衰减器将进入环形器的光场功率进行衰减。
[0010]本专利技术的有益效果在于：
[0011]利用半导体激光器内部载流子浓度的变化实现发生器的光源与反馈调制器，不需要外部微波源，减少了设备的使用；
[0012]利用信号检测模块实时将发生器的微波信号质量反馈给电流与稳定控制模块，通过电流与稳定控制模块对半导体激光器内部的载流子浓度进行精确控制，实现发生器微波信号稳定输出；
[0013]频率可调谐大宽带微波信号发生器采用的是半导体器件作为微波振荡信号反馈与微波信号频率调谐的核心器件，具备易集成、耗能低等独特的优势。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的原理示意图；
[0015]图2是本专利技术的系统流程结构示意图；
[0016]图3是本专利技术的稳定微波信号的流程图；
[0017]图中：1
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半导体激光器，2
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环形器，3
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边模抑制模块，31
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偏振分束器系统，32
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自动相位匹配控制系统，33
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偏振合束器系统，4
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光耦合器，5
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信号检测模块，51
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光电检测模块，52
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低通滤波器模块，53
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模数转化器模块，54
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傅里叶变化器模块，55
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处理器模块，56数模转化器，6
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微波信号输出口，7
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电流与温度控制模块，8
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光衰减器。
具体实施方式
[0018]下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0019]一种频率可调谐微波信号发生器，包括半导体激光器1、环形器2、边模抑制模块3、光耦合器4、信号检测模块5、光衰减器8；所述半导体激光器1与环形器2连接，环形器2与边模抑制模块3连接，边模抑制模块3与光耦合器4连接，光耦合器4与信号检测模块5连接，所述边模抑制模块3对光场进行相位精确控制，所述光耦合器4将光场成两路光场，一路通过环形器2进入半导体激光器1实现反馈调制与频率控制，另一路经过信号检测模块5后输出微波信号。发生器通过半导体激光器1内部载流子的变化实现发生器光源的反馈与调制，同时可以通过电流与稳定控制模块7，降低外部环境对微波信号发生器产生的影响，使其发生器产生的微波信号具备低相位噪声特性；利用信号检测模块实时将发生器的微波信号质量反馈给电流与稳定控制模块，通过电流与稳定控制模块对半导体激光器内部的载流子浓度进行精确控制，实现发生器微波信号稳定输出；利用边模抑制模块，实现发生器微波信号输出为单频信号。
[0020]所述边模抑制模块3包括偏振分束器系统31、自动相位匹配控制系统32、偏振合束器系统33，所述偏振分束器系统31将光粉尘两个正交方向的光场，两个正交方向的光场分别通过自动相位匹配控制系统32进行相位精确控制后经过偏振合束器系统33合并。实现微波振荡信号的边模抑制，使其微波信号发生器产生高稳定、低相位噪声的单频信号。
[0021]所述信号检测模块5包括光电检测模块51、低通滤波器模块52、模数转化器模块53、傅里叶变化器模块54、处理器模块55、数模转化器56，所述光电检测模块51输出微波信号，所述低通滤波器模块52、模数转化器模块53、傅里叶变化器模块54、处理器模块55、数模
转化器56对光场进行处理后通过电流与温度控制模块7反馈到半导体激光器1。
[0022]实施例1
[0023]如图1所示的一种频率可调谐大宽带微波信号发生器主要由半导体激光器1、环形器2、边模抑制模块3、偏振分束器系统31、自动相位匹配控制系统32、偏振合束器系统33、光耦合器4、信号检测模块5、光电检测模块51、低通滤波器模块52、模数转化器模块53、傅里叶变化器模块54、处理器模块55、数模转化器56、微波信号输出口6、电流与温度控制模块7、光衰减本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频率可调谐微波信号发生器，包括半导体激光器(1)、环形器(2)、边模抑制模块(3)、光耦合器(4)、信号检测模块(5)、光衰减器(8)，其特征在于：所述半导体激光器(1)与环形器(2)连接，环形器(2)与边模抑制模块(3)连接，边模抑制模块(3)与光耦合器(4)连接，光耦合器(4)与信号检测模块(5)连接，所述边模抑制模块(3)对光场进行相位精确控制，所述光耦合器(4)将光场成两路光场，一路通过环形器(2)进入半导体激光器(1)实现反馈调制与频率控制，另一路经过信号检测模块(5)后输出微波信号。2.如权利要求1所述的频率可调谐微波信号发生器，其特征在于：所述边模抑制模块(3)包括偏振分束器系统(31)、自动相位匹配控制系统(32)、偏振合束器系统(33)，所述偏振分束器系统(31)将光粉尘两个正交方向的光场，两个正交方向的光场分别通过自动相位匹配控制系统(32)进行相位精确控制后经过偏振合束器系统(33)合并。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪芳，单震华，窦立刚，王海龙，刘浪，余跃，李劲平，蒋银银，
申请(专利权)人：贵州航天天马机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：