本发明涉及一种高频信号发生器。特别是涉及一种利用稳定低频射频信号产生高精度高稳定性可调高频电信号的高精度高稳定性的可调高频信号发生器。
背景技术：
高频信号在远距离测试、无线通信、仪器设计、医疗、导航等领域拥有较为广泛的应用，特别是在雷达设计方面、电子对抗等军事领域有重要应用。因此，利用简单结构以及稳定的低频信号产生可调的高频信号，是高频信号发生器领域的研究热点之一。
频率合成技术是一种基于电域产生高频信号的技术，随着技术的不断提高，频率合成技术的指标参数也有很大的进步，逐渐成为一种较为成熟的高频信号产生技术，广为应用。频率合成技术发展至今经历了三个阶段，即直接模拟频率合成技术期，间接频率合成技术期，以及直接数字频率合成技术期。直接模拟频率合成技术采用外部的晶振源，利用分频、混频以及倍频产生高频信号，再用滤波器滤除不需耍的信号频率；间接频率合成技术在上述技术基础之上，利用锁相环的相位锁定和压控振荡器产生需要的信号频率；直接数字频率合成通过全数字的方法，输出和信号频率对应的相位序列，然后用这个相位序列做为寻址生成幅度序列，再由da转化及低通滤波处理，得到所需要的模拟波形。
综上所述，目前的频率合成技术虽然可以产生宽信号频带和高频率稳定度的高频信号，并将高频信号向数字化发展，但是，由于压控振荡器芯片等器件存在频率转化率、带宽限制以及电路中电容对于整体电路的影响等一系列问题，从而导致只能产生ghz量级的高频信号。而且，上述方法整体系统结构复杂，损耗大，无法产生精确、稳定且可调节的高频信号。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以实现拍频信号高速精密调谐的高精度高稳定性的可调高频信号发生器。
本发明所采用的技术方案是：一种高精度高稳定性的可调高频信号发生器，包括：相串联的用于产生种子光源的分布式反馈激光器和用于将所述光源分为两束光的分束光耦合器，所述分束光耦合器的两个输出端分别连接用于对输入光信号在频域内分别朝反方向按照预定步数进行精密移频的第一光信号频域移频结构和第二光信号频域移频结构的输入端，所述第一光信号频域移频结构的输出端通过用于控制移频预定步数的第一电光开关连接用于将两束光合为一束光的合束光耦合器的一个输入端，所述第二光信号频域移频结构的输出端通过用于控制移频预定步数的第二电光开关连接所述合束光耦合器的另一个输入端，所述合束光耦合器的输出端连接光电探测器，所述光电探测器的输出构成整体输出端。
所述的第一光信号频域移频结构和第二光信号频域移频结构的结构相同，均包括有：输入光耦合器、单边带调制器和输出光耦合器，所述输入光耦合器的一个输入端连接所述分束光耦合器的一个输出端，所述分束光耦合器的输出端连接单边带调制器的输入端，所述单边带调制器的输出端连接所述输出光耦合器的输入端，所述输出光耦合器的一个输出端连接所述输入光耦合器的另一个输入端，所述输出光耦合器的另一个输出端连接所述第一电光开关或第二电光开关的输入端，所述单边带调制器的射频输入端连接射频信号源。
所述的射频信号源为中低频射频信号源。
本发明的高精度高稳定性的可调高频信号发生器，是一种对两束光信号频域内移频后产生高频拍频电信号的发生器，其利用中低频电信号驱动调制器实现光信号光域内的移频，产生高精度高稳定性的可调谐高频信号，避免了原有电域产生高频信号的电子响应瓶颈，且拍频信号的调谐由中低频射频驱动信号的调谐控制，可以实现拍频信号高速精密调谐。本发明具有如下的特点和效果：
本发明利用射频驱动信号控制单边带调制器产生光移频量，将两束完全相同的激光在频域内向相反的方向移频，经过预定的移频步数之后，得到两束频率差较大的光信号，两束光信号拍频得到100ghz甚至thz数量级的高频电信号。
本发明的高频信号频率取决于移频步长以及移频步数，因此可以通过射频电信号控制精准的控制所得到的高频信号频率的数值，从而实现高频信号的精准调谐。移频步长与射频信号频率相等，因此即使射频信号频率较低，只需有足够大的移频步数，也可以达到较大频率差，从而获得高频率信号。
本发明摒弃电域中频率合成的方法，将中低频电信号调制到光载波上进行光域移频。不仅解决了原有电域的电子响应瓶颈，也使得到高频信号在具有较低的相位噪声的同时，也具有良好的稳定性。
综上所述，本发明的高频信号源具有较低的相位噪声，同时是具有高精度与高稳定性可调谐的很有潜力的高频信号源，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明高精度高稳定性的可调高频信号发生器的结构示意图。
图中
1：分布式反馈激光器2：分束光耦合器
3：第一光信号频域移频结构4：第二光信号频域移频结构
5：第一电光开关6：第二电光开关
7：合束光耦合器8：光电探测器
3.1/4.1：输入光耦合器3.2/4.2：单边带调制器
3.3/4.3：输出光耦合器3.4/4.4：射频信号源
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的高精度高稳定性的可调高频信号发生器做出详细说明。
本发明的一种高精度高稳定性的可调高频信号发生器，一个分布式反馈激光器作为种子光源，通过光耦合器分束为两束功率相同的光信号，分别在频域内进行循环移频，经过设定的移频步数后电光开关打开，两束光拍频得到高频信号后，通过光电探测器得到高频电信号输出。
如图1所示，本发明的一种高精度高稳定性的可调高频信号发生器，包括：相串联的用于产生种子光源的分布式反馈(dfb)激光器1和用于将所述光源分为两束光的分束光耦合器2，所述分束光耦合器2的两个输出端分别连接用于对输入光信号在频域内分别朝反方向按照预定步数进行精密移频的第一光信号频域移频结构3和第二光信号频域移频结构4的输入端，所述第一光信号频域移频结构3的输出端通过用于控制移频预定步数的第一电光开关5连接用于将两束光合为一束光的合束光耦合器7的一个输入端，所述第二光信号频域移频结构4的输出端通过用于控制移频预定步数的第二电光开关6连接所述合束光耦合器7的另一个输入端，所述合束光耦合器7的输出端连接光电探测器(pd)8，所述光电探测器8的输出构成整体输出端。
所述的第一光信号频域移频结构3和第二光信号频域移频结构4的结构相同，均包括有：输入光耦合器3.1/4.1、单边带调制器3.2/4.2和输出光耦合器3.3/4.3，所述输入光耦合器3.1/4.1的一个输入端连接所述分束光耦合器2的一个输出端，所述分束光耦合器2的输出端连接单边带调制器3.2/4.2的输入端，所述单边带调制器3.2/4.2的输出端连接所述输出光耦合器3.3/4.3的输入端，所述输出光耦合器3.3/4.3的一个输出端连接所述输入光耦合器3.1/4.1的另一个输入端，所述输出光耦合器3.3/4.3的另一个输出端连接所述第一电光开关5或第二电光开关6的输入端，所述单边带调制器3.2/4.2的射频输入端连接射频信号源3.4/4.4。所述的射频信号源为中低频射频信号源，通过射频信号频率控制移频步长。
本发明的一种高精度高稳定性的可调高频信号发生器，主要工作原理是：用中低频射频源控制光信号在光域内反向同步长移频，通过多次移频获得较大的移频差，再将两束具有较大频率差的光信号通过拍频，得到高精度高稳定性的可调高频电信号。即是对两束完全相同的光信号在频域内移频后，产生高频拍频电信号。由于单边带调制器是偏振相关器件，经过光耦合器的两束功率相同激光，再经过偏振控制器调整其偏振状态送入单边带调制器，经单边带调制器调制后两束输入光分别在频率域内以相同移频步长反向移频，移频步数由电光开光控制，经过预定步数的移频之后，电光开关打开，将得到的两束光经过耦合器合束，得到相应的拍频信号，即为所期望的高频信号。且通过射频信号的频率控制移频步长以及电光开关控制移频步数，从而实现高频信号的可调谐。