[发明专利]基于光子技术及具有低相位噪声的互相关零差检测

说明书

优先权声明和相关申请

本文档要求在2007年11月13日提交的、申请号为No.61/002,918、题为“基于光子技术(photonic)及具有低相位噪声的互相关零差检测”的美国临时申请的优先权，其公开内容通过引用被合并作为本文档说明书的一部分。

背景技术

本申请涉及振荡器和振荡器的特征描述，包括在RF(射频)、微波或毫米波谱范围中的振荡器。

振荡器是在期望振荡频率产生振荡信号的器件。振荡器的输出可以被用作各种应用的频率基准，因此希望振荡器的噪声很低并可以被正确地测量。描述振荡器特征的测量设备应该具有低噪声。

发明内容

一方面，本文档提供了用于描述振荡器特征的系统的实现。该系统包括：输入端口，从所测试振荡器接收振荡信号；输入端口信号分路器，将所接收的振荡信号分路为第一振荡信号和第二振荡信号；第一光子信号处理分支电路，处理该第一振荡信号来产生第一分支输出信号；第二光子信号处理分支电路，处理该第二振荡信号来产生第二分支输出信号；双路信号分析器，接收该第一分支输出信号和第二分支输出信号来测量所接收的振荡信号中的噪声；以及计算机控制器，控制该第一光子信号处理分支电路和第二光子信号处理分支电路以及该双路信号分析器，以控制所接收的振荡信号中噪声的测量。

在以上系统的一个实现中，该第一光子信号处理分支电路包括：第一信号分路器，将该第一振荡信号分路为第一分支信号和第二分支信号；光子分支，接收该第一分支信号，并且包括产生激光束的激光器，响应于该第一分支信号而调制该激光束来产生载有该第一分支信号的调制激光束的光学调制器，传送该调制激光束以在该调制激光束中产生延时的光学延时单元，以及将该调制激光束转换为检测器信号的光学检测器；电分支，接收该第二分支信号，并且包括接收该第二分支信号并改变该第二分支信号的相位来产生输出信号的压控移相器；以及信号混频器，混合检测器信号和该输出信号，以产生该第一分支输出信号。

这些和其它特征将在附图、说明书和权利要求书中更详细地描述。

附图说明

图1示出了自动光电互相关零差相位噪声装置的示例来阐述各种技术特征。

具体实施方式

本申请描述了基于光子技术部件描述RF、微波或毫米波谱范围的振荡器的特征的技术、设备和系统。

图1示出了自动光电互相关零差相位噪声装置的示例来阐述各种技术特征。该示例装置通过用作长延时线的光纤来实现。然后双零差装置在信号分析器中互相关，以通过平均掉与所测试振荡器不相关的噪声来降低每个零差分支的噪声。

对产生高纯电磁信号的微波/RF振荡器的相位噪声测量需要低相位噪声测量装置。本技术可以被用来通过互相关两个测量装置的信号而降低单个零差测量装置的背景噪声(noise floor)。在该方法中，来自每个装置的不相关噪声在信号分析器中被平均掉。互相关的双系统的相位背景噪声可以提高20log(N)(以dB为单位)，其中N是平均次数。

该两个测量装置中的每个都是带有两个信号分支的电光零差装置。信号分路器将接收的微波/RF信号分路为两个分支。所测试振荡器101连接到包括输入端口分路器102的系统的输入端口。该两个信号分支分别包括两个分支信号分路器102A和102B。分路器102A和102B中的每个都将接收的信号分路为用于两个分支的两个信号。

第一信号分支是光子(photonic)信号分支，其包括高速光调制器(Mod)111或121，响应于微波/RF信号调制来自激光器110或121的CW激光束，以产生载有该微波/RF信号的调制光信号。考虑到足够的噪声辨别，该调制光信号被导引沿着用作信号延时线112或122的光纤传导。光纤112或122长度的增加导致信号延时的增加，并降低了该装置的接近(close-in)相位噪声。光电检测器(PD)113或123将调制光转换回微波信号，该微波信号然后通过放大器114或124放大。第二信号分支包括压控移相器(VCP)115或125和信号放大器116或126。信号混频器117或127被用来将该两个分支合并在一起，以混合来自该两个分支的信号，产生拍频(beat)信号。

双路信号分析器130被提供来接收来自两个测量装置的拍频信号。