[发明专利]基于光延迟测量射频、微波或毫米波信号中的相位噪声

说明书

优先权声明和相关申请

本申请文档要求在2009年9月23日提交的、申请号为No.61/244,959、题为“Multiple optical wavelength delays over fiber for microwave phase noise measurement”的美国临时申请以及在2010年5月11日提交的、申请号为No.61/333,665、题为“Short fiber，small size，low noise floor phase noise test system(PNTS)”的美国临时申请的优先权。

为了实现在美国申请的目的，本申请文档作为在2008年11月13日提交的、申请号为No.12/270,845、题为“Photonic-based cross-correlation homodyne detection with low phase noise”的美国申请的部分继续申请，其中，该美国申请进一步要求了在2007年11月13日提交的、申请号为No.61/002,918、题为“Photonic-based cross-correlation homodyne detection with low phase noise”的美国临时申请的优先权。

上述引用的申请的公开内容通过引用被合并作为本文档说明书的一部分。

技术领域

本发明涉及一种用于测量射频(RF)、微波以及毫米波信号中的相位噪声的技术及设备。

背景技术

RF、微波信号或者毫米波信号可以由在各自的频谱范围内操作的振荡器产生。振荡器的输出可以应用于通信及其他应用中。振荡器的振荡频率可以被用作频率参考，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装置应该具有低噪声。

发明内容

本文档描述了用于基于光子延迟测量RF、微波或毫米波信号中的相位噪声的技术和设备。

一方面，提供了一种用于测量信号中的相位噪声的设备，包括：输入端口，从待测振荡器接收振荡信号；第一光子信号处理分支电路，处理该振荡信号以产生第一分支输出信号；第二光子信号处理分支电路，处理该振荡信号以产生第二分支输出信号。第一和第二光子信号处理分支电路共享光学模块，该光学模块包括产生第一和第二波长的连续波激光的共享的激光器、调制第一和第二波长的激光以产生载有振荡信号的调制激光的共享的光调制器、从该共享的光调制器接收调制激光的共享的光学延迟器以及波长选择光学设备，该波长选择光学设备将通过该共享的光学延迟器输出的调制激光分路为第一波长的第一调制激光束和第二波长的第二调制激光束，该第一调制激光束由该第一光子信号处理分支电路处理以产生该第一分支输出信号，该第二调制激光束由该第二光子信号处理分支电路处理以产生该第二分支输出信号。该设备包括：电路，接收该第一和第二分支输出信号以测量接收到的振荡信号中的噪声以及控制该第一和第二光子信号处理分支电路和接收到的振荡信号中的噪声的测量。

另一方面，提供了一种用于测量信号中的相位噪声的设备，包括：输入端口，从待测振荡器接收振荡信号；光子信号处理电路，处理该振荡信号以产生输出信号；以及电路，接收并处理该输出信号以测量接收到的振荡信号中的噪声，并控制该光子信号处理电路和该接收到的振荡信号中的噪声的测量。光子信号处理电路包括产生第一光学偏振方向的连续波激光的激光器，调制该激光以产生载有该振荡信号且位于该第一光学偏振方向的调制激光的光调制器，在第一端口接收来自该光调制器的沿着第一光学路径且位于第一光学偏振方向的调制激光、以及引导位于第一光学偏振方向的接收到的激光至第二端口且引导在该第二端口接收到的与该第一光学偏振方向互相垂直的第二光学偏振方向的光至第三端口的光子束合成器，与该第二端口耦合以从该光子束合成器接收光的光纤延迟线，与该光纤延迟线耦合以通过将光学偏振方向旋转90度以将光反射回该光纤延迟线的法拉第旋光反射镜，耦合以接收来自光子束合成器的该第三端口的光以产生探测器信号的光学探测器，接收副本振荡信号以及改变该副本振荡信号的相位以产生相移振荡器信号的压控移相器，以及将该探测器信号和该相移振荡器信号进行混频以产生该输出信号的信号混频器。