高稳定、低相噪微波布拉格振荡器

Space usage applications use Quartz technology. The latter is also employed in radar, telecommunication and navigation systems. For short observation time, less than one second, crystal oscillators are performing best. Room temperature oscillators based on sapphire crystal will be more stable, no aging and less sensitive to temperature fluctuations and vibrations. It exists the Whispering Gallery Mode and the Bragg mode oscillators. Bragg's have Q-factors greater than one order of magnitude than Whispering Gallery ones. Newly discovered Bragg modes such as hybrid Bragg modes, offer higher Q-factors in much smaller configurations. We aim at achieving very high short-term frequency stability (10^-13 at 1s, 10GHz). The phase noise improvement close to the carrier frequency will be investigated, particularly the noise from the active elements of the oscillator circuit. We will implement new techniques to reduce it towards at least -160dBc/Hz at 10 kHz offset from 10GHz carrier frequency which corresponds to a 30dB improvement compared to Quartz oscillators. Bragg oscillators possess an unprecedented low-phase noise level, in view of space qualification and quartz replacement.

航天技术中经常使用的石英振荡器技术在雷达、通信和航海系统中都有着广泛的应用，但只有当观测时间小于1秒时，石英振荡器才能表现出更好的性能。以蓝宝石为基础的室温振荡器性能更加稳定，不存在老化问题，对温度波动和振动的敏感度更低。它存在回音壁模式和布拉格模式两种振荡器，布拉格模式的Q值比回音壁模式高一个量级。新发现的合成布拉格模式具有更高的Q值和更小的装置，能够实现更高的短期频率稳定性（10^-13 @ 1s, 10GHz）。本项目将研究并改善负载频率附近的相位噪声，尤其是来自线路中有源元件的噪声。我们将利用一些新的技术使10GHz载频 、10kHz偏频处相位噪声低于-160dBc/Hz，这比石英振荡器的相噪水平提高了30dB。布拉格振荡器在航空应用中拥有极低的相位噪声水平，有望替代石英振荡器。

石英晶体振荡器航天中着广泛的应用，但只有当观测时间小于1秒时，石英振荡器才能表现出好的性能。以蓝宝石为基础的室温振荡器性能更加稳定，不存在老化问题，对温度波动和振动的敏感度更低。它存在回音壁模式和布拉格模式两种振荡器，布拉格模式的Q值比回音壁模式高一个量级。新发现的合成布拉格模式具有更高的Q值和更小的装置，能够实现更高的短期频率稳定性（(10-13@1 s, 10 GHz）。本项目将研究并改善载波频率附近的相位噪声，尤其是来自线路中有源元件的噪声。我们将利用一些新的技术使10 GHz载波频率、10 kHz偏频处相位噪声低于-160 dBc/Hz，这比石英振荡器的相噪水平提高了30 dB。布拉格振荡器在航空应用中拥有极低的相位噪声水平，有望替代石英振荡器。