[发明专利]一种宽带微波光子相位噪声测量装置及方法

权利要求书

1.一种宽带微波光子相位噪声测量装置，其特征在于：包括：

光束产生模块，产生一由待测微波源的待测微波信号调制的连续光载波信号和一频率可调的本振光信号；

耦合模块，将所述本振光信号分为两路信号，分别进入第一支路和第二支路；将调制后的光载波信号分为两路信号，其中一路信号耦合进入所述第一支路得到第一耦合信号，另一路信号在引入长延时后耦合进入所述第二支路得到第二耦合信号；

第一处理模块，设置于所述第一支路中，用于在所述第一耦合信号中引入延时，以匹配第一支路与第二支路的延时，使得所述第一耦合信号与所述第二耦合信号的延时差控制在1ns内，以抑制本振光信号的噪声，并对延时后的第一耦合信号依次进行外差探测、滤波和放大；

第二处理模块，设置于所述第二支路中，用于在所述第二耦合信号中引入相移，对所述延时差进行精细调节，使得所述延时差在100ps范围内变化，使得所述第一处理模块和所述第二处理模块的输出信号相位正交，并对延时后的第二耦合信号依次进行外差探测、滤波和放大；

分析模块，将所述第一处理模块和所述第二处理模块的输出信号进行混频并滤除其中的高频分量；对滤波后的信号进行分析计算，得到待测微波信号的相位噪声；

其中，所述本振光信号频率与所述连续光载波信号的频率相近，经过所述第一处理模块和所述第二处理模块的外差探测后可将高频的所述待测微波信号下变频为低频信号，该低频信号的频率处于常规电学元器件的工作频率范围内。

2.根据权利要求1所述的宽带微波光子相位噪声测量装置，其特征在于：所述光束产生模块包括：

激光器，所述激光器用于产生连续光载波信号；

电光强度调制器，所述电光强度调制器用于利用待测微波源的待测微波信号调制所述激光器产生的光载波信号；

可调谐激光器，所述可调谐激光器用于产生频率可调的本振光信号。

3.根据权利要求1所述的宽带微波光子相位噪声测量装置，其特征在于：所述耦合模块包括：

第一光纤耦合器，所述第一光纤耦合器用于将调制后的光载波信号分为第一路光载波信号和第二路光载波信号；

单模光纤，所述单模光纤用于向所述第一路光载波信号中引入长延时，得到延时光载波信号；

第二光纤耦合器，所述第二光纤耦合器用于将所述本振光信号分为第一路本振光信号和第二路本振光信号，所述第一路本振光信号进入所述第一支路，所述第二路本振光信号进入所述第二支路；

第三光纤耦合器，所述第三光纤耦合器用于将所述延时光载波信号和所述第一路本振光信号耦合得到第一耦合信号；

第四光纤耦合器，所述第四光纤耦合器用于将所述第二路光载波信号和所述第二路本振光信号耦合得到第二耦合信号。

4.根据权利要求1所述的宽带微波光子相位噪声测量装置，其特征在于：所述第一处理模块，包括依次设置的：

第一可调光纤延时线，所述第一可调光纤延时线用于调节第一耦合信号的延时，将在所述第一支路中传输的信号与在所述第二支路中传输的信号延时差在1ns内，用于抵消本振光的相位噪声；

第一光电探测器，所述第一光电探测器用于接收所述第一耦合信号并进行外差探测；

第一滤波器，所述第一滤波器用于仅滤出所述第一光载波信号的正一阶边带与所述第一本振光信号的拍频信号；

第一放大器，所述第一放大器用于对所述第一滤波器输出的电信号进行放大。

5.根据权利要求1所述的宽带微波光子相位噪声测量装置，其特征在于：所述第二处理模块，包括依次设置的：

第二可调光纤延时线，所述第二可调光纤延时线用于对所述延时差进行精细调节，使其在100ps范围内变化，通过向所述第二耦合信号中引入相移使得第一光处理模块与所述第二光处理模块输出的电信号间相对相位差为k为整数；

第二光电探测器，所述第二光电探测器用于接收带有相移的第二耦合信号并进行外差探测；

第二滤波器，所述第二滤波器用于仅滤出所述第二光载波信号的正一阶边带与所述第二本振光信号的拍频信号；

第二放大器，所述第二放大器用于接收并对所述第二滤波器输出的电信号进行放大。