本發(fā)明屬于微波與光電子技術領域，具體涉及一種具有微波限幅器的光電振蕩器。

背景技術：

光電振蕩器是使用高品質因子(Q值)光儲能元件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)微波儲能元件的一種新型振蕩器，它產(chǎn)生的振蕩信號的相位噪聲遠小于目前的電振蕩器。參見授予X·S·姚等人的中國專利第00803073.1號，光電振蕩器的基本結構包括一個光源和由一個電光調制器、一段長光延時線(如光纖等)、一個光電探測器、一個微波放大器、一個微波帶通濾波器所構成的閉合反饋環(huán)路，其中微波帶通濾波器的輸出信號反饋至電光調制器的微波輸入端。在這種結構中，首先由噪聲起振，環(huán)路增益大于1，此時滿足同相疊加條件的頻率信號在諧振腔內形成振蕩。隨著振蕩信號功率的增大，環(huán)路中的微波放大器逐漸飽和，從而環(huán)路增益受到壓縮。當增益被壓縮至1時振蕩信號功率不再增加，最終實現(xiàn)穩(wěn)定輸出。由于工作在飽和狀態(tài)的微波放大器的相位噪聲急劇增大，從而惡化了振蕩信號的相位噪聲。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供了一種解決微波放大器飽和所導致的相位噪聲惡化問題的具有微波限幅器的光電振蕩器。

本發(fā)明是通過以下技術方案解決上述問題的：一種具有微波限幅器的光電振蕩器，包括光源(100)和光電環(huán)路(110)，其中，光電環(huán)路(110)包括依次連接的光調制器(111)、長光纖(112)、光探測器(113)、微波放大器(114)、微波限幅器(115)、微波耦合器(116)、微波帶通濾波器(117)和微波移相器(118)。光調制器(111)、長光纖(112)、光探測器(113)、微波放大器(114)、微波限幅器(115)、微波耦合器(116)、微波帶通濾波器(117)和微波移相器(118)構成了一個光電反饋環(huán)路。

具體的，一種具有微波限幅器的光電振蕩器，包括光源(100)和光電環(huán)路(110)，其中，光電環(huán)路(110)包括：光調制器(111)、長光纖(112)、光探測器(113)、微波放大器(114)、微波帶通濾波器(117)和微波移相器(118)，其中，光調制器(111)的光輸入端與光源(100)的輸出端相連，光調制器(111)的光輸出端與長光纖(112)的輸入端相連，長光纖(112)的輸出端與光探測器(113)的輸入端相連，微波帶通濾波器(117)的輸出端與微波移相器(118)的輸入端相連，微波移相器(118)的輸出端與光調制器(111)的電輸入端相連，其特征在于，光電環(huán)路(110)還包括微波限幅器(115)和微波耦合器(116)，光探測器(113)的輸出端與微波放大器(114)的輸入端相連，微波放大器(114)的輸出端與微波限幅器(115)的輸入端相連，微波限幅器(115)的輸出端與微波耦合器(116)的輸入端相連，微波耦合器(116)的第一輸出端與微波帶通濾波器(117)的輸入端相連，光調制器(111)、長光纖(112)、光探測器(113)、微波放大器(114)、微波限幅器(115)、微波耦合器(116)、微波帶通濾波器(117)和微波移相器(118)構成了一個光電反饋環(huán)路，微波耦合器(116)的第二輸出端為本光電振蕩器的振蕩信號輸出端。

作為優(yōu)化的技術方案，微波限幅器(115)的泄漏功率小于微波放大器(114)的輸出1dB壓縮功率。

作為優(yōu)化的技術方案，振蕩信號輸出功率由微波限幅器(115)和微波耦合器(116)共同決定，振蕩信號輸出功率等于微波限幅器(115)的泄漏功率減去微波耦合器(116)的耦合比。

作為優(yōu)化的技術方案，所述微波限幅器(115)是PIN二極管限幅器?；蛘咚鑫⒉ㄏ薹?115)是肖特基二極管限幅器。

微波限幅器的工作特性如下：在低的輸入微波信號功率時，只有一個很小的插入損耗；在輸入高功率信號時，具有較高的信號衰減，只允許一部分稱之為“泄漏功率”的微波信號通過，即實現(xiàn)了限幅作用。在光電環(huán)路閉環(huán)工作時，若微波限幅器的泄漏功率小于微波放大器的1dB壓縮功率，則光電環(huán)路中運轉的最大微波功率受限于微波限幅器的泄漏功率，確保微波放大器工作在線性工作區(qū)，避免了由于微波放大器工作在飽和區(qū)所引起的振蕩器輸出信號相位噪聲惡化。另外，微波限幅器是無源器件，其相位噪聲指標優(yōu)于微波放大器。因此本發(fā)明提出的具有微波限幅器的光電振蕩器的相位噪聲指標優(yōu)于常規(guī)光電振蕩器。

本發(fā)明還提供一種一種具有微波限幅器的光電振蕩器，其與上述技術方案的區(qū)別在于，所述微波限幅器和微波放大器的前后物理位置互換。

此時，優(yōu)化的，微波限幅器(115)的泄漏功率大于微波放大器(114)的輸入1dB壓縮功率，其中輸入1dB壓縮功率等于微波放大器(114)的輸出1dB壓縮功率減去增益。

作為優(yōu)化的技術方案，振蕩信號輸出功率由微波限幅器(115)和微波耦合器(116)共同決定，振蕩信號輸出功率等于微波限幅器(115)的泄漏功率減去微波耦合器(116)的耦合比。

作為優(yōu)化的技術方案，所述微波限幅器(115)是PIN二極管限幅器?；蛘咚鑫⒉ㄏ薹?115)是肖特基二極管限幅器。

本發(fā)明提出了一種在光電環(huán)路中采用微波限幅器的光電振蕩器，其優(yōu)點在于：通過微波限幅器將微波放大器限制在線性工作區(qū)，避免了由于微波放大器工作在飽和區(qū)所引起的振蕩器輸出信號相位噪聲的惡化。與常規(guī)的無微波限幅器、且微波放大器工作在飽和區(qū)的光電振蕩器相比，本發(fā)明所述的具有微波限幅器的光電振蕩器，輸出信號的相位噪聲更低，且結構簡單、易于實現(xiàn)。

附圖說明

圖1是一種具有微波限幅器的光電振蕩器原理結構圖。

圖2微波限幅器的位置改變后的光電振蕩器原理結構圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

參見圖1，一種具有微波限幅器的光電振蕩器，包括光源100和光電環(huán)路110。

其中，光電環(huán)路110包括：光調制器111、長光纖112、光探測器113、微波放大器114、微波限幅器115、微波耦合器116、微波帶通濾波器117和微波移相器118。

其中，光調制器111的光輸入端與光源100的輸出端相連，光調制器111的光輸出端與長光纖112的輸入端相連，長光纖112的輸出端與光探測器113的輸入端相連，光探測器113的輸出端與微波放大器114的輸入端相連，微波放大器114的輸出端與微波限幅器115的輸入端相連，微波限幅器115的輸出端與微波耦合器116的輸入端相連，微波耦合器116的第一輸出端與微波帶通濾波器117的輸入端相連，微波帶通濾波器117的輸出端與微波移相器118的輸入端相連，微波移相器118的輸出端與光調制器111的電輸入端相連。微波耦合器116的第二輸出端為本光電振蕩器的振蕩信號輸出端。

所述微波限幅器115可以是PIN二極管限幅器，也可以是肖特基二極管限幅器。

所述微波放大器114、微波限幅器115的位置可以相互調換。因此，存在兩種具體情況：

(1)、具體情況1。如圖1所示，微波放大器114的輸出端與微波限幅器115的輸入端相連，為避免微波放大器114工作在飽和區(qū)，要求微波限幅器115的泄漏功率小于微波放大器114的輸出1dB壓縮功率。從而在光電振蕩器閉環(huán)工作時，微波放大器114的輸出功率等于微波限幅器115的泄漏功率，確保微波放大器114工作在線性區(qū)。

(2)、具體情況2。如圖2所示，光探測器113的輸出端與微波限幅器115的輸入端相連、微波限幅器115的輸出端與微波放大器114的輸入端相連、微波放大器114的輸出端與微波耦合器116的輸入端相連。圖2與圖1唯一不同的地方在于微波限幅器和微波放大器的前后位置不同。為避免微波放大器工作在飽和區(qū)，要求微波限幅器的泄漏功率小于微波放大器的輸入1dB壓縮功率，其中，輸入1dB壓縮功率定義為：輸出1dB壓縮功率減去增益(對數(shù)值相減)。在光電振蕩器閉環(huán)工作時，微波放大器的輸出功率小于輸出1dB壓縮功率，從而確保微波放大器工作在線性區(qū)。

以具體情況1為例進一步說明，令微波限幅器115、微波耦合器116、微波帶通濾波器117和微波移相器118的總插損為5dB；微波信號輸入光調制器111的電輸入端，經(jīng)過長光纖112，并由光探測器113輸出微波信號，令這一過程導致的插損為25dB。則整個光電環(huán)路110的插損為30dB，因此要求微波放大器114的增益大于30dB，才能滿足環(huán)路振蕩的必要條件。

令微波限幅器115的泄漏功率為10dBm，則光電振蕩器閉環(huán)穩(wěn)定工作情況下，經(jīng)過微波耦合器116、微波帶通濾波器117和微波移相器118后輸入光調制器111的功率為5dBm，光探測器113輸出功率為-20dBm。若微波放大器114的增益為31dB，則微波放大器114的輸出功率為11dBm，因此微波放大器114的1dB壓縮功率(或飽和功率)大于11dBm即可確保微波放大器114不工作在飽和狀態(tài)?？筛鶕?jù)實際中使用的微波放大器114的1dB壓縮功率來設計微波限幅器115的泄漏功率。目前，商用的低噪聲放大器的1dB壓縮功率大于11dBm，因此采用限幅器的光電振蕩器技術方案是工程可行的。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。