光电振荡器：近期发展及新兴趋势

Optoelectronic Oscillators: Recent and Emerging Trends

Afshin S. Daryoush,1 Ajay Poddar,2 Tianchi Sun1 and Ulrich L. Rohde2

Drexel University,1 Philadelphia, Pa.

Synergy Microwave Corp., 2 Patterson, N.J. 

高稳定性的振荡器是许多重要应用中的关键器件，在这些应用中，使用合成处理提高检测性能。光电振荡器（OEO）在微波和毫米波频段展现出的低相位噪声使其在合成孔径雷达、空间通信、导航和气象应用方面十分具有吸引力，这一特点对于使用10GHz以上频率的通信运营商也具有吸引力，因为运营商们需要高速的数据传输率。传统的OEO有很大的问题，如大量的分布密集的振荡模式、大的尺寸及热迁移，这都是人们不期望存在的。据报道，X波段和K波段的OEO合成器采用了一种最新技术，合并使用新颖的自注入锁定技术和双自相位锁定。这项技术减小了近距离和远距离条件下载波的相位噪声，同时抑制了标准OEO中观察到的旁瓣。例如，工作于X波段（8-12GHz）和K波段（16-24GHz）的频率合成器，在载波10KHz偏移处一般分别具有优于-138和-128dBc/Hz的相位噪声表现。为5G应用开发的一种完全集成的强制可调的低相位噪声OEO，具有小的尺寸和功率补偿，并且对环境具有低敏感度以及低成本的特点。

电子振荡器在低频段可以产生低相位噪声信号，但在高频段会有相位噪声简并的问题，这主要是由于使用了低Q值的谐振器。传统的高频信号产生方法是使用频率倍增技术，但这样也存在由于AM-PM噪声转换和次谐波生成引起的高相位噪声问题。许多不同类型的谐振器都可用于电子振荡器的电路中，如利用表面声波谐振器实现的印制耦合传输线谐振器、介质谐振器、陶瓷同轴谐振器、钇铁石榴石（YIG）谐振器和蓝宝石腔（SLC）谐振器。它们各自具有不同的特点及不足。通常工作在500MHz到20GHz频率范围，然而，随着频率的增加它们的Q值会减小，并受限于f*Q