新型可调谐光电微波振荡器及应用研究

We will research on the tunable optoelectronic oscillator (OEO) for microwave and millimeter-wave signal generation, and research on the novel OEO structures applied in channelized receiver and chirped rf signal generator. The major application fields of the research results include the civil wireless communications and military radars. This project will focus on the fundamental research of novel tunable OEO. We propose an OEO structure based on the optical phase modulation and wavelength division multiplexing which is capable of frequency tuning in a wide bandwidth. Since the OEO without filtering in the cavity outputs multi-mode rf frequencies, an rf comb filter with gain can be realized. An array of rf filters with frequency interleaved can be realized by controlling the rf phase in the cavity, which can find applications as channelized receiver in radar reconnaissance in electronic warfare. We will research on the novel OEO for the generation of chirped rf signal. In this structure, chirped rf signal can be generated by adding a linear phase modulation in the OEO cavity which results in the linear shift of the output rf signal. The project team has strong background in the areas of microwave photonic generation and OEO. We will conduct intensive research work on the theoretical modeling, numerical simulation and system experiment of the tunable OEOs and their applications. We hope we can make concrete contributions in this field.

研究用于微波/毫米波信号发生的可调谐光电振荡器，并研究用于信道化接收和啁啾射频信号发生的新型光电振荡器结构，主要应用领域为民用无线通信和军用雷达等。本项目将在可调谐光电振荡器方面做一些基础性的研究工作，我们提出基于光相位调制和波分复用的光电振荡器，能在较大频带范围内调谐。由于未经滤波的光电振荡器具有多纵模输出特点，据此设计具有放大功能的射频梳状滤波器，通过控制腔内相移构建一组频率交错的滤波器组，可作为电子战雷达侦察中应用的信道化接收机。另外，还研究用于产生啁啾射频信号的光电振荡器，通过在振荡腔中加上线性相位调制，使输出射频频率发生线性移位，从而产生啁啾射频信号。项目组在微波光子信号发生及光电振荡器领域有着较好的研究基础。我们将针对可调谐光电振荡器及其相关领域应用在理论建模、数值模拟和系统实验等方面展开深入研究，期望能为推动该领域的技术进步做出实际贡献。

我们研究了用于微波/毫米波信号发生的可调谐光电振荡器（OEO）以及用于信道化接收和啁啾射频信号发生的新结构OEO，主要应用于通信、雷达、导航和电子对抗等领域。本项目在OEO方面做了深入的理论和实验研究工作，提出了非线性双环倍频的新结构OEO，采用两个级联的Mach–Zehnder调制器（MZM）组成非线性耦合的两个环路，利用环路之间的非线性耦合实现OEO输出信号的倍频，达到了采用低频器件产生高频信号的目的；提出了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的新结构OEO，采用一个FBG和一个基于FBG的Fabry-Perot（F-P）滤波器进行模式选择，实现单纵模激光输出，同时利用同一个F-P滤波器完成OEO输出频率的选择，使系统具有很好的长期工作稳定性；我们在OEO的相位噪声降低、锁相环和注入锁定等技术方面开展了大量的研究，研制完成了高稳定、低相位噪声的OEO实验样机，能输出边模抑制比80 dB、相位噪声−141 dBc/Hz @10 kHz的10 GHz射频信号，12小时连续工作的频率漂移优于±0.5 ppb。由于未经滤波的OEO具有多纵模输出特点，据此设计了具有放大功能的射频梳状滤波器，通过控制腔内相移构建一组频率交错的滤波器组，可作为电子战雷达侦察中应用的信道化接收机。另外，还研究了用于产生啁啾射频信号的OEO，通过在振荡腔中加入线性相位调制，使输出射频频率发生线性移位，从而产生啁啾射频信号。我们针对OEO及其相关领域应用方面展开了深入研究，取得了许多有用的成果，期望能为推动该领域的技术进步做出实际贡献。