محاسبه و تحلیل پایداری مودهای نوسانی نوسان‌ساز الکترونوری پهن باند در حوزه فرکانس

نوسان‌سازهای الکترونوری با بهره‌گیری از یک خط تاخیر فیبر نوری بلند در نقش مشدد با ضریب کیفیت بالا قادر به تولید امواج رادیویی و مایکروویو بسیار کم نویز هستند. محاسبه کلیه مودهای نوسانی و تحلیل پایداری مودهای مذکور این نوسان‌سازها با استفاده از یک روش تحلیل سریع حوزه فرکانس در حالتی که فیلتر فرکانس رادیویی حلقه دارای پهنای باند زیاد است موضوع مقاله حاضر است. پهنای باند زیاد فیلتر می‌تواند جهت تولید هم‌زمان هارمونیک‌های نوسان و یا تولید قابلیت جاروب فرکانس نوسان در یک باند محدود با استفاده از شیفت فاز دهنده متغیر و فیبر نوری کوتاه مورداستفاده باشد. نشان داده خواهد شد که در حالت پهنای باند زیاد، لحاظ‌نمودن صرفاً هارمونیک اصلی، به‌عوض تعداد کافی از هارمونیک‌ها می‌تواند منجر به تولید خطای قابل‌توجه در محاسبه شکل زمانی مودهای نوسان و تشخیص اشتباه در خصوص پایداری مودها گردد. یافتن پاسخ مودها در حضور همه هارمونیک‌ها توسط یک روش مبتنی بر الگوریتم آرامش پیشنهاد خواهد شد. بررسی پایداری مودها توسط تحلیل پایداری نایکوئیست اعمال‌شده روی سیستم اختلال معادل در حوزه طیف انجام خواهد شد. دقت و صحت روش محاسبه مودها و تحلیل پایداری آن‌ها با مقایسه نتایج آن با روش وقت‌گیر انتگرال‌گیری در حوزه زمان به تایید خواهد رسید.

Frequency domain computation and stability analysis of oscillation modes of wideband optoelectronic oscillators

Optoelectronic oscillators (OEOs) use a long optical fiber delay line as a very highQ resonator to produce very low phase noise RF/microwave oscillations. Computing all the oscillation modes and stability analysis of them in the frequency domain, in case of having wide band RF/microwave filters in their oscillation loops, is addressed in the current paper.  Such a large bandwidth can be used to produce harmonic components of the oscillation or to give the possibility of sweeping the oscillation frequency in a large bandwidth by using a phase shifter and a small fiber. It is shown that in the case of OEOs with wideband RF filters, considering only the fundamental harmonic, instead of adequate number of them, may result in noticeable error in steady state computations as well as erroneous judgment about the stability of the modes. A relaxation algorithm is introduced for computing the oscillation modes. Stability analysis is performed by implementing the Nyquist stability test on a spectral domain system of equations governing the perturbations. The validity of the analysis approaches of this paper are verified by comparing their results against the timeconsuming timedomain integrations.