![](/images/cart_white.png)
В.В. Витько1, А.А. Никитин2, А.А. Емельянов3, А.Б. Устинов4
1-2,4 Санкт-Петербургский электротехнический университет «ЛЭТИ» (Санкт-Петербург, Россия)
3 АО «КНИРТИ» (г. Жуков, Калужская обл., Россия)
1vitaliy.vitko@gmail.com, 2aanikitin@etu.com, 3nd1794@yandex.ru, 4ustinov_rus@yahoo.com
Постановка проблемы. Постоянно растущие требования к уровню фазового шума и стабильности частоты несущих СВЧ-сигналов в радиолокационных и коммуникационных системах привели к поиску новых решений, выходящих за рамки стандартных СВЧ-устройств. Одним из перспективных направлений, позволяющих ответить на современные вызовы, является радиофотоника, сочетающая в себе принципы и подходы СВЧ-техники с применением компонентной базы фотоники. Оптоэлектронные СВЧ-генераторы (ОЭГ) обладают низким уровнем фазового шума, и, как следствие, низким джиттером, что позволяет судить о высокой стабильности генерируемых ими сигналов. Принцип действия ОЭГ основан на циркуляции СВЧ-сигнала по радиофотонному кольцевому резонатору, состоящему из СВЧ и оптического трактов. Чтобы реализовать ОЭГ, необходимо использовать резонатор с высокой добротностью, большим частотным расстоянием между резонансными гармониками и обратной связью, обеспечивающей баланс амплитуд. На протяжении последних двух десятилетий было предложено множество методов снижения фазового шума и джиттера ОЭГ, среди которых обсуждалось не только увеличение добротности резонатора, но и подавление паразитных гармоник. Однако на сегодняшний день многокольцевые конфигурации ОЭГ, позволяющие подавить паразитные гармоники, исследованы явно недостаточно.
Цель. Исследовать подавление паразитных гармоник и снижение джиттера в двухкольцевых ОЭГ.
Результаты. Исследован двухкольцевой ОЭГ с параллельной конфигурацией волоконно-оптических линий задержки разной длины. Предложена конфигурация, основанная на интерференционной схеме включения волоконно-оптических линий с пассивным оптическим усилением, параметры которой подбирались таким образом, чтобы подавить вторую гармонику до −25 дБ, сохранив при этом низкий уровень шума. Показано, что двухкольцевой оптоэлектронный генератор с волоконно-оптическими линиями задержки длиной 600 м и 531 м обладает джиттером 434 фс в частотном диапазоне от 100 Гц до 7 ГГц.
Практическая значимость. Предложенная конструкция может быть использована для снижения джиттера в оптоэлектронных генераторах.
Витько В.В., Никитин А.А., Емельянов А.А., Устинов А.Б. Исследование джиттера в оптоэлектронном генераторе с подавленными паразитными гармониками // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 11. С. 55−62. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202411-09
- Yao J. Microwave photonic systems // Journal of Lightwave Technology. 2022. V. 40. № 20. P. 6595−6607.
- Panda S.S.S. et al. Recent advances and future directions of microwave photonic radars: a review // IEEE Sensors Journal. 2021. V. 21. № 19. P. 21144−21158.
- Pan S. et al. Microwave photonic array radars // IEEE Journal of Microwaves. 2021. V. 1. № 1. P. 176−190.
- Hosseini S.E., Banai A., Kärtner F.X. Tunable low-jitter low-drift spurious-free transposed-frequency optoelectronic oscillator // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2017. V. 65. № 7. P. 2625−2635.
- Yao X.S., Maleki L. Opto-electronic microwave oscillator // J. Opt. Soc. Amer. B, Opt. Phys. 1996. V. 13. № 8. P. 1725−1735.
- Matsko A.B., Eliyahu D., Maleki L. Theory of coupled optoelectronic microwave oscillator II: Phase noise // J. Opt. Soc. Amer. B, Opt. Phys. 2013. V. 30. № 12. P. 3316−3323.
- Ustinov A.B. et al. A tunable spin wave photonic generator with improved phase noise characteristics // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing. 2019. V. 1326. № 1. P. 012015.
- Hong J. et al. Comparison of both type injection locked and parallel dual-loop OEO // Opt.-Int. J. for Light and Elect. Opt. 2015. V. 126. № 23. P. 4410−4413.
- Eliyahu D., Maleki L. Low phase noise and spurious level in multi-loop opto-electronic oscillators // Frequency Control Symposium and PDA Exhibition Jointly with the 17th European Frequency and Time Forum. 2003. Proc. of the 2003 IEEE Int. IEEE. P. 405−410.
- Устинов А.Б. и др. Принципы построения оптоэлектронных СВЧ-генераторов. Часть II // Фотоника. 2021. Т. 15. № 4. С. 334−347.
- Таценко И.Ю., Устинов А.Б. Автогенерация малошумящего сверхвысокочастотного сигнала в оптоэлектронном генераторе с пассивным оптическим усилением // Журнал технической физики. 2023. Т. 93. № 11. С. 1645−1652.
- Витько В.В., Никитин А.А., Устинов А.Б. Теория кольцевых радиофотонных резонаторов для разработки перестраиваемых оптоэлектронных СВЧ-генераторов. СПб: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2022. 126 с. ISBN 978-5-7629-3101-4.
- Kester W. Converting oscillator phase noise to time jitter // Tutorial MT-008. Analog Devices. 2009. P. 2009.
- Rubiola E. Phase noise and frequency stability in oscillators. Cambridge University Press. 2008. 220 p.