基于锁相环的光电振荡器频率稳定化研究

通过构建小数分频锁相环,将一个工作于X波段的OEO(OptoElectronic Oscillator,光电振荡器)与OCXO(Oven-Controlled Crystal Oscillator,恒温晶体振荡器)进行锁相,得到了输出信号相位噪声和长期频率稳定度的提升。从PLL(Phase-Locked Loop,锁相环)环路传输特性出发,理论分析了PLL输出信号环路带宽内相位噪声水平和作用范围。为降低OEO整体的相位噪声,采用SIL(Self-Injection-Locking,自注入锁定)使OEO在10Hz~10kHz频偏处的相位噪声得到20dB以上的抑制。在此基础上将此SIL OEO与一个频率为100 MHz的OCXO锁相,获得了频率为9.95GHz、相位噪声为-55dBc/Hz@10Hz和-124dBc/Hz@10kHz的微波信号输出,其频率的重叠阿伦方差在100s平均时间内达到1.14×10~(-11),证明了提出的方案对提升OEO频率稳定性具有一定的实际意义。     

基于光电振荡器的参量感知技术

光电振荡器是一种由光载射频链路和电学正反馈回路组成的混合系统，由于使用低损耗光纤作为储能器件，大大提高了振荡器的Q值，降低了振荡信号的相位噪声。针对航天系统信号参量感知的应用需求，文章开展低相噪光电振荡器技术在温度/应力静态量传感、动态信号检测以及射频信号感知接收等应用研究，并实验验证了基于光电振荡器的高精度温度传感器与应变传感器，高灵敏的微弱振动信号检测器以及具有镜频高度抑制的、用于射频信号感知的外差接收机。