[发明专利]一种基于光频梳产生毫米波信号的超低相噪检测系统

权利要求书

1.一种基于光频梳产生毫米波信号的超低相噪检测系统，其特征在于：包括光频梳产生装置、光耦合器、毫米波N倍频信号产生链路、光频梳n倍频环路、光载射频传输链路、本振及延迟补偿链路、第一微波混频器、第二微波混频器；其中，光频梳产生装置经过光耦合器分成两路，一路光频梳信号经过光频梳n倍频环路后，在光载射频传输链路中与本振信号下变频生成中频信号，另一路光频梳信号则经过毫米波N倍频产生链路产生毫米波信号；本振信号经由所述本振及延迟补偿链路后，与中频信号在所述第一微波混频器中下变频；所述第一微波混频器的输出信号再与毫米波信号在第二微波混频器中下变频，得到输出信号；

通过频谱仪测量输出低频信号的相位噪声，即可推算出毫米波N倍频链路生成的无法直接测量得到的毫米波信号的相位噪声。

2.根据权利要求1所述的超低相噪检测系统，其特征在于：所述光载射频传输链路包括：

电光调制器，用于将n倍频光频梳信号调制上本振信号，输出经过强度调制的光信号至第一光电探测器；

所述第一光电探测器，用于将经过强度调制的光信号拍频得到电信号；

中频带通滤波器，用于对所述第一光电探测器输出的电信号带通滤波，其中心频率等于本振信号与毫米波N倍频链路生成的毫米波信号频率的差值。

3.根据权利要求2所述的超低相噪检测系统，其特征在于：所述本振以及延迟补偿链路包括：

本振信号源，用于产生稳定的频率等于毫米波信号与中频带通滤波器中心频率之差的正弦信号；

本振延迟补偿，用于对本振信号产生时延，以补偿光载射频链路中的群延时，从而消除本振相噪对系统输出的影响。

4.根据权利要求1所述的超低相噪检测系统，其特征在于：

所述光频梳n倍频环路由多级光纤延迟线依次连接组成，且相邻两级光纤延迟线之间通过2×2光耦合器相连，每一级光纤延迟线由上下两路具有时延差的光纤组成，两路光纤经由2×2光耦合器耦合连接至下一级光纤延迟线；

所述光频梳n倍频环路中光纤延迟线的级数由所需的倍频数大小n决定且n为大于1的自然数；若log₂n为正整数，则倍频环路包含log₂n级光纤延迟线，且第i级光纤延迟线的两路光纤时延差为Δτ/2ⁱ，i为自然数，1≤i≤log₂n；若log₂n不是正整数，则倍频环路包含级光纤延迟线，且第i级光纤延迟线中两路光纤的时延差为其中为向上取整运算符，Δτ为光频梳信号的基本频率间隔。

5.根据权利要求2所述的超低相噪检测系统，其特征在于：所述毫米波N倍频信号产生链路包括：

第二光电探测器，用于将光频梳N倍频光信号转化为毫米波信号；

光频梳N倍频环路，由多级光纤延迟线依次连接组成，且相邻两级光纤延迟线之间通过2×2光耦合器相连，每一级光纤延迟线由上下两路具有时延差的光纤组成，两路光纤经由2×2光耦合器耦合连接至下一级光纤延迟线；

所述光频梳N倍频环路中光纤延迟线的级数由所需的倍频数大小N决定且N为大于1的自然数；若log₂N为正整数，则倍频环路包含log₂N级光纤延迟线，且第k级光纤延迟线的两路光纤时延差为Δτ/2^k，k为自然数，1≤k≤log₂N；若log₂N不是正整数，则倍频环路包含级光纤延迟线，且第k级光纤延迟线中两路光纤的时延差为其中为向上取整运算符，Δτ为光频梳信号的基本频率间隔。

6.根据权利要求1所述的超低相噪检测系统，其特征在于：

所述第一微波混频器，用于将经过延迟补偿后的本振信号与光载射频传输链路输出的中频信号进行混频；

所述第二微波混频器，用于将毫米波信号与所述第一微波混频器输出信号进行混频。