JP4828376B2 - High frequency oscillation source - Google Patents
High frequency oscillation source Download PDFInfo
- Publication number
- JP4828376B2 JP4828376B2 JP2006300339A JP2006300339A JP4828376B2 JP 4828376 B2 JP4828376 B2 JP 4828376B2 JP 2006300339 A JP2006300339 A JP 2006300339A JP 2006300339 A JP2006300339 A JP 2006300339A JP 4828376 B2 JP4828376 B2 JP 4828376B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- oscillation
- optical
- wave
- delay
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
この発明は、例えばマイクロ波帯やミリ波帯の高周波信号を発振する低位相雑音の高周波発振源に関するものである。 The present invention relates to a low-phase noise high-frequency oscillation source that oscillates a high-frequency signal in, for example, a microwave band or a millimeter wave band.
従来の高周波発振源として、発振用の能動素子を有する増幅部と、増幅部の出力側に接続された負荷抵抗と、増幅部の入力側に接続された共振回路と、周波数同期を確立するための基準信号源とを備えた注入同期発振器がある(例えば、非特許文献1参照)。 As a conventional high-frequency oscillation source, to establish frequency synchronization with an amplifying unit having an active element for oscillation, a load resistor connected to the output side of the amplifying unit, and a resonance circuit connected to the input side of the amplifying unit There is an injection-locked oscillator including a reference signal source (see, for example, Non-Patent Document 1).
この注入同期発振器の発振動作は次の通りである。発振器の回路内の雑音が能動素子によって増幅される一方、能動素子の各端子に接続されているキャパシタ、インダクタおよび共振回路などのリアクタンス回路によって、その増幅された電力の一部が能動素子に戻され、能動素子によって電力が更に増幅されることで発振動作が行われる。 The oscillation operation of this injection locked oscillator is as follows. While noise in the oscillator circuit is amplified by the active element, a part of the amplified power is returned to the active element by a reactance circuit such as a capacitor, inductor, and resonance circuit connected to each terminal of the active element. Then, the oscillation operation is performed by further amplifying the power by the active element.
なお、発振電力は負荷抵抗から出力されるが、注入信号がない場合、高周波発振源の発振周波数は、共振回路の共振周波数で概略決定され、位相雑音は共振回路の負荷Q値に大きく依存する。基準信号源の信号を注入すると、発振周波数は基準信号源の周波数に同期し、基準信号源の信号と同等の位相雑音が得られる。 The oscillation power is output from the load resistor, but when there is no injection signal, the oscillation frequency of the high-frequency oscillation source is roughly determined by the resonance frequency of the resonance circuit, and the phase noise largely depends on the load Q value of the resonance circuit. . When the signal of the reference signal source is injected, the oscillation frequency is synchronized with the frequency of the reference signal source, and phase noise equivalent to the signal of the reference signal source is obtained.
従来の高周波発振源は、注入信号となる低位相雑音の基準発振源がない場合、位相雑音が共振回路の負荷Q値に大きく依存しており、電気信号の低位相雑音化を図るためには、高Qの共振回路が必要である。しかしながら、高周波の電気信号に対応可能な高Qの共振回路の実現が困難であるため、高周波の電気信号を発振する場合には、電気信号の低位相雑音化を図ることが難しいという課題があった。 In the conventional high-frequency oscillation source, when there is no low-phase noise reference oscillation source that becomes an injection signal, the phase noise largely depends on the load Q value of the resonance circuit. A high Q resonant circuit is required. However, since it is difficult to realize a high-Q resonance circuit that can handle high-frequency electrical signals, there is a problem that it is difficult to reduce the phase noise of electrical signals when oscillating high-frequency electrical signals. It was.
なお、基準信号源の信号を注入して注入同期を行う場合、位相雑音が注入信号の位相雑音に依存するため、位相雑音が低い注入信号を発振する発振器が必要になる。そこで、発振周波数が低い低位相雑音の水晶発振器を実装して、その水晶発振器から発振される信号を所望の周波数まで逓倍して使用しようとすると、多くの高調波が発生してしまうため、所望の発振周波数を得ることが困難になる。 When injection locking is performed by injecting a signal from the reference signal source, since the phase noise depends on the phase noise of the injection signal, an oscillator that oscillates the injection signal with low phase noise is required. Therefore, mounting a crystal oscillator with low phase noise with a low oscillation frequency and multiplying the signal oscillated from the crystal oscillator to the desired frequency will generate many harmonics. It is difficult to obtain an oscillation frequency of
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、高Qの共振回路を用いることなく、電気信号の低位相雑音化を図ることができる高周波発振源を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a high-frequency oscillation source capable of reducing the phase noise of an electric signal without using a high-Q resonance circuit. .
この発明に係る高周波発振源は、周波数f1の光源と、前記光源の出力端子に交互にN(N:1以上の整数)段接続される第1から第Nの遅延器および前記第1から第Nの遅延器により遅延された光波を入力される発振波で変調する第1から第Nの光位相変調器と、前記第1から第Nの光位相変調器に周波数frの発振波を出力するマイクロ波発振手段と、前記第Nの光位相変調器の出力端子に接続されるO/E変換器と、前記O/E変換器と接続される通過帯域(2N・fr)の帯域通過フィルタとを備えたものである。 The high-frequency oscillation source according to the present invention includes a light source having a frequency f 1 , first to N-th delay devices connected to N (N is an integer of 1 or more) stages alternately to the output terminal of the light source, and the first to The first to N-th optical phase modulators that modulate the light wave delayed by the N-th delay device with the input oscillation wave, and the first to N-th optical phase modulators are supplied with an oscillation wave of frequency fr. Microwave oscillation means for output, an O / E converter connected to the output terminal of the Nth optical phase modulator, and a passband (2N · f r ) band connected to the O / E converter And a pass filter.
また、他の発明に係る高周波発信源は、周波数flの光源と、前記光源の出力端子に接続される通過帯域flの光フィルタと、前記光フィルタに接続される第1の遅延器と、前記第1の遅延器に接続され、当該第1の遅延器により遅延された光波を入力される発振波で変調する光位相変調器と、前記光位相変調器に接続される第2の遅延器と、前記第2の遅延器に接続される通過帯域(fl+N・fr)と(fl−N・fr)とを有する光フィルタとを有する遅延回路装荷往復逓倍光変調器と、前記遅延回路装荷往復逓倍光変調器に周波数frの発振波を出力するマイクロ波発振器と、前記遅延回路装荷往復逓倍光変調器の出力端子に接続されるO/E変換器と、前記O/E変換器に接続される通過帯域(2N・fr)の帯域通過フィルタとを備えたものである。 Further, the high frequency source in accordance with another invention, a light source of frequency f l, and the optical filter passband f l which is connected to the output terminal of the light source, a first delay circuit connected to said optical filter An optical phase modulator connected to the first delay device for modulating an optical wave delayed by the first delay device with an input oscillation wave; and a second delay connected to the optical phase modulator. And a delay circuit loaded reciprocating optical modulator having a filter and an optical filter having a passband (f 1 + N · f r ) and (f 1 −N · f r ) connected to the second delay unit, a microwave oscillator for outputting an oscillation wave having a frequency f r to said delay circuit loading reciprocating light modulator, the O / E converter connected to the output terminal of the delay circuit loading reciprocating light modulator, the O a band-pass filter the pass band (2N · f r) to / connected to E converter It includes those were.
この発明によれば、高Qの共振回路を用いることなく、電気信号の低位相雑音化を図ることができるという効果がある。 According to the present invention, it is possible to reduce the phase noise of an electric signal without using a high-Q resonance circuit.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による高周波発振源の構成を示すブロック図である。図1に示すように、実施の形態1による高周波発振源では、遅延器3と光位相変調器4が交互に複数段接続されており、最初の遅延器3には光源1が接続され、最終段の光位相変調器4にはO/E変調器5およびそれに続く帯域通過フィルタ6が接続されている。
1 is a block diagram showing a configuration of a high-frequency oscillation source according to
ここでは、遅延器3と光位相変調器4を、遅延器3から交互にN(Nは1以上の整数)段接続したユニットを構成し、このユニットの最終段の光位相変調器4にO/E変換器(光/電気変換器)5およびそれに続く帯域通過フィルタ6を接続する。遅延器3は、主に低損失な光ファイバを想定しているが、遅延を生じさせるものなら他のものでも良い。O/E変換器5は、一般にフォトダイオードが考えられるが、マイクロ波で変調された光波を復調して、マイクロ波信号が得られるものであれば良い。帯域通過フィルタ6は、チップキャパシタおよびチップインダクタによるフィルタや、パターン線路によるフィルタなどが考えられる。
Here, a unit in which the delay unit 3 and the optical phase modulator 4 are alternately connected from the delay unit 3 in N (N is an integer of 1 or more) stages is configured, and the optical phase modulator 4 at the final stage of this unit is connected to the O phase modulator 4. An / E converter (optical / electrical converter) 5 and a subsequent
次に動作について説明する。光源1から出力される周波数flの光波は、最初の遅延器3で遅延され、該遅延器3の次段に繋がる光位相変調器4に出力される。光位相変調器4では、マイクロ波発振器2から入力した周波数frの発振波で最初の遅延器3で遅延された入力信号を変調して、各信号における周波数の和の周波数(fl+fr)の信号と差の周波数(fl−fr)の信号とを生成して次段に繋がる遅延器3に出力する。
Next, the operation will be described. Light wave frequency f l which is output from the
次段の遅延器3は、前段の光位相変調器4からの入力信号を遅延して次段に繋がる光位相変調器4に出力する。この光位相変調器4では、前段の遅延器3から入力した信号をマイクロ波発振器2から入力した発振波で変調して、各信号における和の周波数(fl+2・fr)の信号と差の周波数(fl−2・fr)の信号を生成する。これら信号は、該光位相変調器4の次段に繋がる遅延器3に出力される。
The next-stage delay unit 3 delays the input signal from the previous-stage optical phase modulator 4 and outputs the delayed signal to the optical phase modulator 4 connected to the next stage. In this optical phase modulator 4, the signal input from the preceding delay device 3 is modulated by the oscillation wave input from the
上述の動作を各段で繰り返すことにより、第N番目の光位相変調器4は、前段の遅延器3からの入力信号をマイクロ波発振器2からの入力信号で変調して、各信号の和の周波数(fl+N・fr)の信号と差の周波数(fl−N・fr)の信号を生成する。これら信号は遅延器3を介さずにO/E変換器5に入力される。
By repeating the above-described operation at each stage, the Nth optical phase modulator 4 modulates the input signal from the preceding delay unit 3 with the input signal from the
O/E変換器5では、前述した和の周波数(fl+N・fr)の信号と差の周波数(fl−N・fr)の信号をミキシングして、その差の周波数(2N・fr)の出力波が得られる。この出力波は次段に接続された通過帯域(2N・fr)を有する帯域通過フィルタ6で濾波され、余分な周波数成分を除去した上で出力される。
The O /
なお、各段の光位相変調器4は、本来入力したマイクロ波発振器2の発振波およびその位相雑音PNをコヒーレントに加算するが、上述のように遅延器3を介してその入力信号に十分な遅延を与えることにより位相雑音PNをインコヒーレントに加算する。このため、位相雑音PNの平均電力は、コヒーレントに加算された場合よりも抑制される。従って、遅延をN回与えることにより位相雑音がインコヒーレントに逐次加算されて十分な位相雑音低減効果が得られる。
The optical phase modulator 4 at each stage adds the oscillation wave of the originally
下記式(1)は信号に遅延を与えない場合における位相雑音PNを表し、下記式(2)は上述のように遅延を与えた場合における位相雑音PNを表している。 The following equation (1) represents the phase noise PN when no delay is given to the signal, and the following equation (2) represents the phase noise PN when the delay is given as described above.
ただし、ωmは離調角周波数、 Where ω m is the detuning angular frequency,
は位相揺らぎの時間に対する2乗平均である。 Is the root mean square with respect to the time of phase fluctuation.
上記式(1)及び(2)から明らかなように、遅延器3による遅延をN回行うことにより、周波数2N・frの出力波における位相雑音PNが、周波数frの発振波の位相雑音に(10LogN+20Log2)を加えた値となる(上記式(2)の遅延が十分あるとき)。一方、遅延を与えずに2N倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音PNは、周波数frの発振波の位相雑音に(20Log2N)を加えた値となり、遅延を与えた場合は、10LogNだけ位相雑音PNが改善されることになる。
The formula (1) and (2) As is clear from, by performing N times the delay by the delay unit 3, the phase noise PN in the output wave of the
以上のように、この実施の形態1によれば、周波数flの光源1と、該光源1の出力端子に交互にN段接続される遅延器3および光位相変調器4と、第1から第N番目の各光位相変調器4に周波数frの発振波を出力するマイクロ波発振器2と、第N番目の光位相変調器4に接続するO/E変換器5とそれに繋がる帯域(2N・fr)の帯域通過フィルタ6を備えたことで、各段の光位相変調器4において位相雑音PNがインコヒーレントに加算されるためことから、高Qの共振回路を用いることなく、位相雑音を低減した周波数(2N・fr)の発振波を得ることができ、高周波信号源の低位相雑音化を図ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the light source 1 a frequency f l, a delay unit 3 and the optical phase modulator 4 are N stages connected alternately to an output terminal of the
実施の形態2.
図2は、この発明の実施の形態2による高周波発振源の構成を示すブロック図である。図2に示すように、実施の形態2による高周波発振源では、上記実施の形態1が、第1から第Nの光位相変調器4に周波数frの発振波を出力するマイクロ波発振手段として、第1から第Nの光位相変調器4にそれぞれ周波数frの発振波を出力する第1から第Nのマイクロ波発振器2を有するのに対し、周波数frの発振波を出力する単一のマイクロ波発振器2と、このマイクロ波発振器2の出力波をN分配して第1から第Nの光位相変調器4にそれぞれ出力する分配器7とを有している。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a high-frequency oscillation source according to
すなわち、上記実施の形態1で示した構成において、最初の遅延器3とO/E変換器5との間に介在する各光位相変調器4にマイクロ波発振器2の代わりに分配器7を接続している。分配器7は、マイクロ波発振器2とも接続しており、該マイクロ波発振器2から出力された周波数frの発振波を各光位相変調器4に分配する。なお、図2において、図1と同一またはそれに相当する構成要素には同一符号を付しており、その説明を省略する。
That is, in the configuration shown in the first embodiment, a distributor 7 is connected to each optical phase modulator 4 interposed between the first delay device 3 and the O /
次に動作について説明する。光源1から出力される周波数flの光波は、最初の遅延器3で遅延され、該遅延器3の次段に繋がる光位相変調器4に出力される。また、光位相変調器4では、該遅延器3から入力した信号を、分配器7を介して入力した周波数frの発振波で変調して、各信号における周波数の和の周波数(fl+fr)の信号と差の周波数(fl−fr)の信号とを生成して次段に繋がる遅延器3に出力する。
Next, the operation will be described. Light wave frequency f l which is output from the
次段の遅延器3は、前段の光位相変調器4からの入力信号を遅延して次段に繋がる光位相変調器4に出力する。該光位相変調器4では、前段の遅延器3から入力した信号を、分配器7から入力した発振波で変調して、各信号における和の周波数(fl+2・fr)の信号と差の周波数(fl−2・fr)の信号を生成する。これら信号は、該光位相変調器4の次段に繋がる遅延器3に出力される。 The next-stage delay unit 3 delays the input signal from the previous-stage optical phase modulator 4 and outputs the delayed signal to the optical phase modulator 4 connected to the next stage. In the optical phase modulator 4, the signal input from the preceding delay device 3 is modulated by the oscillation wave input from the distributor 7, and the difference from the signal of the sum frequency (f 1 + 2 · f r ) in each signal. The signal of the frequency ( fl- 2 * fr ) is produced | generated. These signals are output to the delay unit 3 connected to the next stage of the optical phase modulator 4.
上述の動作を各段で繰り返すことにより、第N番目の光位相変調器4は、前段の遅延器3からの入力信号を、分配器7からの入力した発振波で変調することで、各信号の和の周波数(fl+N・fr)の信号と差の周波数(fl−N・fr)の信号を生成して、O/E変換器5に出力される。
By repeating the above-described operation at each stage, the Nth optical phase modulator 4 modulates the input signal from the preceding delay unit 3 with the oscillation wave input from the distributor 7, thereby signal to generate the sum frequency (f l + N · f r ) of the signal and the difference frequency (f l -N · f r) , and output to the O /
O/E変換器5では、前述した和の周波数(fl+N・fr)の信号と差の周波数(fl−N・fr)の信号をミキシングして、その差の周波数(2N・fr)の出力波が得られる。この出力波は次段に接続された通過帯域(2N・fr)を有する帯域通過フィルタで濾波され、余分な周波数成分を除去した上で出力される。
The O /
この周波数2N・frの発振波における位相雑音PNは、周波数frの発振波における位相雑音に(10LogN+20Log2)を加えた値となり、遅延を与えずに2N倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音(=20Log2N)と比較して10LogNだけ改善される。
Phase noise PN in the oscillating wave of the
以上のように、この実施の形態2によれば、最初の遅延器3とO/E変換器5との間に介在する各光位相変調器4にマイクロ波発振器2の発振波を分配する分配器7を設けたので、高Qの共振回路や、各段の光位相変調器4にマイクロ波発振器2を設けることなく、上記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the second embodiment, the distribution of the oscillation wave of the
実施の形態3.
図3は、この発明の実施の形態3による高周波発振源の構成を示すブロック図である。図3に示すように、実施の形態3による高周波発振源は、光源1からの光波を入力する光フィルタ8a、光フィルタ8aの通過信号を遅延する遅延器8b、遅延器8bにより遅延された光波をマイクロ波発振器2から入力した発振波で変調する光位相変調器8c、光位相変調器8cで変調された光波を入力する光フィルタ8d、光フィルタ8dの出力を入力するO/E変換器5とそれに繋がる帯域通過フィルタ6を備える。符号8aから8dは1つのユニットを構成しており、遅延回路を装荷した遅延回路装荷往復逓倍光変調器8と呼ぶ。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a high-frequency oscillation source according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 3, the high-frequency oscillation source according to the third embodiment includes an
また、図3に示すように、光フィルタ8aでは、周波数flの信号が通過し、光フィルタ8dでは、周波数(fl+N・fr)と周波数(fl−N・fr)との信号が通過する。
Further, as shown in FIG. 3, the
次に動作について説明する。光源1から出力される周波数flの光波は、光フィルタ8aに入力され、該光フィルタ8aを通過して次段に繋がる遅延器8bに出力される。遅延器8bは、光フィルタ8aからの入力信号に遅延を与えて、次段に繋がる光位相変調器8cに出力する。
Next, the operation will be described. Light wave frequency f l which is output from the
光位相変調器8cでは、遅延器8bを介して入力した周波数flの光波を、マイクロ波発振器2からの周波数frの発振波で変調して、各信号における周波数の和の周波数(fl+fr)の信号と差の周波数(fl−fr)の信号とを生成し、次段に繋がる光フィルタ8dに出力する。このように各段で遅延を与えて光位相変調器8cに入力することで、位相雑音がインコヒーレントに加算され、位相雑音の平均電力がコヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
In the optical phase modulator 8c, a light wave of a frequency f l which is input via a
また、光フィルタ8dは周波数(fl+N・fr)、(fl−N・fr)の信号を通過させ、光フィルタ8bは周波数flの信号を通過させる。このため、光位相変調器8cからの周波数(fl+fr)、(fl−fr)の信号は光フィルタ8bまで戻されて再び遅延され、該遅延信号が光位相変調器8cでマイクロ波発振器2からの周波数frの発振波により変調される。
Further, the
このようにして、光フィルタ8a、8dの通過帯域以外の周波数の信号が該光フィルタ間を往復し、周波数(fl+N・fr)、(fl−N・fr)の信号となるまで遅延を与えられながら変調される。このとき、光位相変調器8cで変調されるたびに位相雑音PNがインコヒーレントに加算されるため、十分な位相雑音低減効果を得ることができる。
In this way, signals of frequencies other than the passbands of the
遅延と変調が繰り返されてN回変調された周波数(fl+N・fr)、(fl−N・fr)の変調波は光フィルタ8dを通過してO/E変換器5に入力される。O/E変換器5では、前述した和の周波数(fl+N・fr)の信号と差の周波数(fl−N・fr)の信号をミキシングして、その差の周波数(2N・fr)の出力波が得られる。この出力波は次段に接続された通過帯域(2N・fr)を有する帯域通過フィルタで濾波され、余分な周波数成分を除去した上で出力される。
Delay and modulation is repeated N times modulated frequency (f l + N · f r ), modulated wave (f l -N · f r) is input through the
この周波数2N・frの発振波における位相雑音PNは、周波数frの発振波における位相雑音に(10LogN+20Log2)を加えた値となり、遅延を与えずに2N倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音(=20Log2N)と比較して10LogNだけ改善される。
Phase noise PN in the oscillating wave of the
以上のように、この実施の形態3によれば、周波数flの光源1からの光波を入力する光フィルタ8a、光フィルタ8aの通過信号を遅延する遅延器8b、遅延器8bにより遅延された光波をマイクロ波発振器2からの発振波で変調する光位相変調器8c、該光位相変調器の出力を遅延する遅延器8b、遅延器8bにより遅延された光波から所定帯域の信号のみを通過させる光フィルタ8d、光フィルタ8dの出力をマイクロ波に復調するO/E変換器5と、O/E変換器5の出力から所定帯域の信号のみを通過させる帯域通過フィルタ6を備えたので、高Qの共振回路や、複数段に遅延器8bおよび光位相変調器8cを設けることなく、位相雑音を低減した周波数(2N・fr)の発振波を得ることができ、高周波信号源の低位相雑音化を図ることができる。
As described above, according to the third embodiment, the
実施の形態4.
図4は、この発明の実施の形態4による高周波発振源の構成を示すブロック図である。図4に示すように、実施の形態4による高周波発振源は、上記実施の形態3による構成において、遅延回路装荷往復逓倍光変調器8にマイクロ波発振器2を接続する代わりに、注入同期発振器12を接続し、帯域通過フィルタ6には分配器9を接続し、分配信号の一方を1/(2N)分周器10に接続し、該分周器10を、周波数frの信号は通過させ、かつ高調波は遮断する低域通過フィルタ11に接続し、さらに、低域通過フィルタ11の出力を注入同期発振器12に入力する。
Embodiment 4 FIG.
4 is a block diagram showing a configuration of a high-frequency oscillation source according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in FIG. 4, the high-frequency oscillation source according to the fourth embodiment is different from the configuration according to the third embodiment in that an injection locking oscillator 12 is used instead of connecting the
注入同期発振器12は、入力(注入)された信号の周波数に同期して、該入力信号と同一周波数の信号を遅延回路を装荷した往復逓倍光変調器8に出力する。分周器10は、O/E変換器5で変換され、帯域通過フィルタ6で濾波された出力波である周波数2N・frの信号電力の一部を抽出して低域通過フィルタ11およびこれに接続された注入同期発振器12に出力する。なお、図4において、図3と同一またはそれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
The injection locked oscillator 12 outputs a signal having the same frequency as the input signal to the reciprocating
次に動作について説明する。光源1から出力される周波数flの光波は、遅延回路を装荷した往復逓倍光変調器8に入力される。往復逓倍光変調器8では、周波数(fl+N・fr)、(fl−N・fr)の信号となるまで遅延を与えられながら変調される。このとき、光位相変調器8cで変調されるたびに位相雑音PNがインコヒーレントに加算されるため、十分な位相雑音低減効果を得ることができる。
Next, the operation will be described. Light wave frequency f l which is output from the
遅延回路を装荷した往復逓倍光変調器8から出力された光波は、O/E変換器5に入力される。O/E変換器5では、前述した周波数(fl+N・fr)の信号と周波数(fl−N・fr)の信号をミキシングして、その差の周波数(2N・fr)の出力波が得られる。この出力波は次段に接続された通過帯域(2N・fr)を有する帯域通過フィルタ6で濾波され、余分な周波数成分を除去した上で分配器9に出力される。
The light wave output from the reciprocating
この周波数2N・frの発振波における位相雑音PNは、周波数frの発振波における位相雑音に(10LogN+20Log2)を加えた値となり、遅延を与えずに2N倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音(=20Log2N)と比較して10LogNだけ改善される。
Phase noise PN in the oscillating wave of the
また、分配器9で分配された信号の一部を分周器10に入力すると、分周器10は、該信号を2N分周して周波数frの信号を抽出する。このとき、該周波数frの信号は、遅延を与えられていないため、その位相雑音は20Log2Nだけ低くなる。
Also, if you enter a portion of the distributed
従って、分周器10から出力される周波数frの信号の位相雑音PNは、(元の周波数frの信号の位相雑音+10LogN+20Log2)−(20Log2N)=(元の周波数frの信号の位相雑音―10LogN)となり、十分に低位相雑音化されていることがわかる。
Therefore, the phase noise PN frequency f r of the signal outputted from the
この低位相雑音化された周波数frの信号を、注入同期発振器12に注入すると、注入同期発振器12から出力される発振波の位相雑音は、注入された信号の位相雑音と等しくなる。このため、上述のように位相雑音PNが改善される。また、これを繰り返すことで、注入同期発振器12により注入される発振波の位相雑音をさらに低減することができる。 The signal of the low phase noise frequency f r, is injected into the injection-locked oscillator 12, phase noise of the oscillation wave output from the injection locked oscillator 12 is equal to the phase noise of the injected signal. For this reason, the phase noise PN is improved as described above. Further, by repeating this, the phase noise of the oscillation wave injected by the injection locking oscillator 12 can be further reduced.
以上のように、この実施の形態4によれば、遅延回路を装荷した往復逓倍光変調器8に注入同期発振器12を接続し、該注入同期発振器12に対して、往復逓倍光変調器8の出力波を分周して帰還をかける分周器10を設けたので、高Qの共振回路を用いることなく、位相雑音化を低減した周波数(2N・fr)の発振波を得ることができ、高周波信号の低位相雑音化を図ることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the injection-locked oscillator 12 is connected to the reciprocating
実施の形態5.
図5は、この発明の実施の形態5による高周波発振源の構成を示すブロック図である。図5に示すように、実施の形態5による高周波発振源は、上記実施の形態4による構成において、注入同期発振器12を電圧制御注入同期発振器13に置き換えた構成である。電圧制御注入同期発振器13は、共振回路に可変リアクタンス素子を用いており、制御電圧源14により外部から印加する制御電圧によって、自励発振周波数を可変できる注入同期発振器である。可変リアクタンス素子は、バラクタダイオードを用いた可変容量素子などが考えられる。
5 is a block diagram showing a configuration of a high-frequency oscillation source according to
注入同期発振器12では自励発振の周波数が固定であり、入力(注入)信号の周波数と該注入同期発振器12の自励発振周波数との差が同期幅より大きい場合には、注入同期が確立できない。電圧制御注入同期発振器13は、制御電圧によって自励発振の周波数を可変することができるため、自励発振周波数を注入信号の周波数に合せることができ、同期幅の制約を受けない。また、電圧制御注入同期発振器13の発振周波数を可変できる範囲において、遅延回路を装荷した往復逓倍光変調器8の逓倍数や分周器10の分周数を自由に選択することができる。
In the injection-locked oscillator 12, the self-excited oscillation frequency is fixed, and when the difference between the frequency of the input (injection) signal and the self-excited oscillation frequency of the injection-locked oscillator 12 is larger than the synchronization width, the injection lock cannot be established. . Since the voltage-controlled injection-locked
実施の形態6.
図6は、この発明の実施の形態6による高周波発振源の構成を示すブロック図である。図6に示すように、実施の形態6による高周波発振源は、上記実施の形態5による構成において、電圧制御注入同期発振器13に、位相比較器15aと、基準信号源15bとを組合せて、位相同期発振器15とした構成である。
6 is a block diagram showing a configuration of a high-frequency oscillation source according to
位相同期発振器15を備えることで、周波数安定度が高くなり、キャリア近傍の位相雑音が基準信号源15bと同じレベルまで低減することができる。基準信号源15bには水晶発振器など周波数安定度が非常に優れた素子を使用することができるため、位相同期発振器15の周波数安定度は非常に高くできる。また、離調周波数の高い周波数においては、遅延回路を装荷した往復逓倍光変調器8での逓倍動作による位相雑音のインコヒーレントな加算と、分周器10での分周動作による位相雑音のコヒーレントな減算により、10LogNの位相雑音の低減が繰り返し行われる効果により、位相雑音の低減が行われる。
By providing the phase-locked
実施の形態7.
図7は、この発明の実施の形態7による高周波発振源の構成を示すブロック図である。図7に示すように、実施の形態7による高周波発振源は、図3に示す実施の形態3による構成において、帯域通過フィルタ6の後段に1/(2N)分周器10を接続した構成である。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a high-frequency oscillation source according to Embodiment 7 of the present invention. As shown in FIG. 7, the high-frequency oscillation source according to the seventh embodiment has a configuration in which a 1 / (2N)
帯域通過フィルタ6の出力である(2N・fr)の周波数の信号を分周器10によりfrの周波数に分周することで、マイクロ波発振器2の周波数frと同じ周波数の出力信号が得られる。このとき、分周器10から出力される周波数frの信号の位相雑音PNは、(元の周波数frの信号の位相雑音+10LogN+20Log2)−(20Log2N)=(元の周波数frの信号の位相雑音―10LogN)となり、十分に低位相雑音化されていることがわかる。従って、入力信号と同じ周波数の出力信号において、位相雑音を低減する効果が得られる。また、最終段の分周器10は、実施の形態1から6のすべての場合に適用して有効である。
Which is the output of the
1 光源、2 マイクロ波発振器、3 遅延器、4 光位相変調器、5 O/E変換器、6 帯域通過フィルタ、7 分配器、8 遅延器を装荷した往復逓倍光変調器、8a 通過帯域flの光フィルタ、8b 遅延器、8c 光位相変調器、8d 通過帯域fl+N・frおよびfl−N・frの光フィルタ、9 分配器、10 (1/2N)分周器、11 通過帯域frのLPF、12 注入同期発振器、13 電圧制御注入同期発振器、14 制御電圧源、15 位相同期発振器、15a 位相比較器、15b 基準信号源。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記光源の出力端子に交互にN(N:1以上の整数)段接続される第1から第Nの遅延器および前記第1から第Nの遅延器により遅延された光波を入力される発振波で変調する第1から第Nの光位相変調器と、
前記第1から第Nの光位相変調器に周波数frの発振波を出力するマイクロ波発振手段と、
前記第Nの光位相変調器の出力端子に接続されるO/E変換器と、
前記O/E変換器と接続される通過帯域(2N・fr)の帯域通過フィルタと
を備えた高周波発振源。 A light source of frequency f 1 ;
Oscillation waves to which light waves delayed by the first to Nth delay devices and the first to Nth delay devices connected to N (N: an integer of 1 or more) stages alternately are input to the output terminal of the light source 1st to Nth optical phase modulators that modulate at
A microwave oscillating means for outputting an oscillation wave having a frequency f r to the optical phase modulator of the N from the first,
An O / E converter connected to an output terminal of the Nth optical phase modulator;
A high-frequency oscillation source comprising: a band-pass filter having a pass band (2N · f r ) connected to the O / E converter.
前記マイクロ波発振手段として、前記第1から第Nの光位相変調器にそれぞれ周波数frの発振波を出力する第1から第Nのマイクロ波発振器を有する
ことを特徴とする高周波発振源。 The high-frequency oscillation source according to claim 1,
Examples microwave oscillation means, the high frequency oscillation source, characterized in that it comprises a microwave oscillator of the first to N for outputting an oscillation wave of each frequency f r to the optical phase modulator of the N from the first.
前記マイクロ波発振手段として、周波数frの発振波を出力する単一のマイクロ波発振器と、前記マイクロ波発振器の出力波をN分配して前記第1から第Nの光位相変調器にそれぞれ出力する分配器とを有する
ことを特徴とする高周波発振源。 The high-frequency oscillation source according to claim 1,
As the microwave oscillation means, a single microwave oscillator for outputting an oscillation wave having a frequency f r, the outputs wave of the microwave oscillator to the N distribution to the optical phase modulator of the N from the first output A high-frequency oscillation source.
前記光源の出力端子に接続される通過帯域flの光フィルタと、前記光フィルタに接続される第1の遅延器と、前記第1の遅延器に接続され、当該第1の遅延器により遅延された光波を入力される発振波で変調する光位相変調器と、前記光位相変調器に接続される第2の遅延器と、前記第2の遅延器に接続される通過帯域(fl+N・fr)と(fl−N・fr)とを有する光フィルタとを有する遅延回路装荷往復逓倍光変調器と、
前記遅延回路装荷往復逓倍光変調器に周波数frの発振波を出力するマイクロ波発振器と、
前記遅延回路装荷往復逓倍光変調器の出力端子に接続されるO/E変換器と、
前記O/E変換器に接続される通過帯域(2N・fr)の帯域通過フィルタと
を備えた高周波発振源。 A light source of frequency f l,
Delay and optical filter passband f l which is connected to the output terminal of the light source, a first delay circuit connected to said optical filter, connected to the first delay unit, by the first delay unit An optical phase modulator that modulates the input optical wave with an input oscillation wave, a second delay device connected to the optical phase modulator, and a passband ( fl + N connected to the second delay device) A delay circuit loaded reciprocating optical modulator having an optical filter with f r ) and (f 1 −N · f r );
A microwave oscillator for outputting an oscillation wave having a frequency f r to said delay circuit loading Reciprocating light modulator,
An O / E converter connected to an output terminal of the delay circuit loaded reciprocating optical modulator;
A high-frequency oscillation source comprising: a pass-band (2N · f r ) band-pass filter connected to the O / E converter.
前記マイクロ波発振器を注入同期発振器とし、
前記通過帯域(2N・fr)の帯域通過フィルタの出力に接続され、その出力を2分配する分配器と、
前記分配器の出力のうち一方と接続される1/(2N)分周器と、
前記分周器と接続され、通過帯域がfrで、その出力が前記注入同期発振器に注入される低域通過フィルタと
をさらに備えたことを特徴とする高周波発振源。 The high-frequency oscillation source according to claim 4,
The microwave oscillator is an injection locked oscillator,
A distributor connected to the output of the bandpass filter of the passband (2N · f r ) and distributing the output in two;
A 1 / (2N) divider connected to one of the outputs of the distributor;
A high-frequency oscillation source, further comprising: a low-pass filter connected to the frequency divider, having a pass band of fr , and an output of which is injected into the injection-locked oscillator.
前記注入同期発振器を、印加される制御電圧により自励発振周波数を可変できる電圧制御注入同期発振器とした
ことを特徴とする高周波発振源。 The high-frequency oscillation source according to claim 5,
A high-frequency oscillation source, wherein the injection-locked oscillator is a voltage-controlled injection-locked oscillator that can vary a self-excited oscillation frequency by an applied control voltage.
前記電圧制御注入同期発振器の出力の一部に入力端子が接続され、出力端子が電圧制御注入同期発振器の制御端子と接続された位相比較器と、
前記位相比較器に接続された基準信号源と
をさらに備えたことを特徴とする高周波発振源。 The high-frequency oscillation source according to claim 6,
A phase comparator in which an input terminal is connected to a part of an output of the voltage-controlled injection-locked oscillator, and an output terminal is connected to a control terminal of the voltage-controlled injection-locked oscillator;
And a reference signal source connected to the phase comparator.
ことを特徴とする高周波発振源。 A high frequency oscillation source, further comprising a 1 / (2N) frequency divider at a final output terminal of the high frequency oscillation source according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006300339A JP4828376B2 (en) | 2006-11-06 | 2006-11-06 | High frequency oscillation source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006300339A JP4828376B2 (en) | 2006-11-06 | 2006-11-06 | High frequency oscillation source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008118441A JP2008118441A (en) | 2008-05-22 |
| JP4828376B2 true JP4828376B2 (en) | 2011-11-30 |
Family
ID=39504007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006300339A Expired - Fee Related JP4828376B2 (en) | 2006-11-06 | 2006-11-06 | High frequency oscillation source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4828376B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008118532A (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | High frequency oscillation source |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62193442A (en) * | 1986-02-20 | 1987-08-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Carrier regeneration circuit |
-
2006
- 2006-11-06 JP JP2006300339A patent/JP4828376B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008118532A (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | High frequency oscillation source |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008118441A (en) | 2008-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8258877B2 (en) | Feed-back and feed-forward systems and methods to reduce oscillator phase-noise | |
| CN108768539B (en) | Photon type microwave two-frequency divider method and photon type microwave two-frequency divider | |
| US9215062B1 (en) | Low-noise flexible frequency clock generation from two fixed-frequency references | |
| CN103975531B (en) | Frequency synthesis device and method | |
| US7876164B2 (en) | Phase locked oscillator | |
| WO1981000942A1 (en) | Transmitter having a phase-locked loop | |
| KR102191295B1 (en) | Notch Filtering Embedded Frequency Tripler | |
| JP4072053B2 (en) | Frequency synthesizer | |
| JP4828376B2 (en) | High frequency oscillation source | |
| JP4213172B2 (en) | PLL oscillator circuit | |
| CN115940938A (en) | Low-phase-noise fast broadband frequency sweeping frequency source | |
| JP4890198B2 (en) | High frequency oscillation source | |
| US9722619B2 (en) | Frequency synthesis device and method | |
| CN116937294B (en) | Microwave generating device and generating method | |
| JP4884322B2 (en) | High frequency oscillation source | |
| CN106656049A (en) | A High Performance Frequency Synthesizer | |
| KR101200081B1 (en) | Ultrahigh frequency I/Q sender/receiver using multi-stage harmonic mixer | |
| JP2003195380A (en) | Generator for optical millimeter wave or sub-millimeter wave | |
| JPWO2014106899A1 (en) | High frequency oscillation source | |
| CN104051933B (en) | Tunable optoelectronic oscillator and method based on electric self-oscillation loop | |
| CN119209191B (en) | Optical frequency comb frequency stabilization device and method | |
| JP2009278150A (en) | Voltage controlled oscillator | |
| JP2007189625A (en) | Low phase noise reduction circuit and high frequency oscillation source | |
| JP2639289B2 (en) | Injection-locked doubler | |
| JPH10126262A (en) | Frequency synthesizer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090902 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110524 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110913 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110914 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140922 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |