耦合光电振荡器的解耦分析方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114201724A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202111471792.7(22)申请日2021.12.06(71)申请人南京航空航天大学地址210000江苏省南京市江宁区将军大道29号申请人南京航空航天大学苏州研究院(72)发明人朱丹李雪潘时龙丁杰文张超胡晓朋刘世锋周涛钟欣陈智宇(74)专利代理机构北京德崇智捷知识产权代理有限公司11467代理人杨楠(51)Int.Cl.G06F17/11(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称耦合光电振荡器的解耦分析方法(57)摘要本发明公开了一种耦合光电振荡器的解耦分析方法，包括以下步骤：依据所要解耦合的目标参量，确定相应的耦合变量及设计变量，并建立多学科耦合方程；在耦合变量中的一个趋于稳定不再发生变化的状态下，基于所述多学科耦合方程直接求另一个耦合变量对于各设计变量的导数，从而获得目标参量对于各个设计变量的敏度信息；依据所得到的敏度信息，将多学科耦合方程中目标参量的不敏感设计变量替换为常量，即得到目标参量的解耦合方程；基于解耦合方程，分析其中的敏感设计变量对于目标参量的影响规律。相比现有技术，本发明基于耦合光电振荡器自身的固有特点对解耦过程进行大幅简化，从而有效降低计算量，提高分析效率。CN114201724ACN114201724A权利要求书1/1页1.耦合光电振荡器的解耦分析方法，其特征在于，包括以下步骤：依据所要解耦合的目标参量，确定相应的耦合变量及设计变量，并建立多学科耦合方程；在耦合变量中的一个趋于稳定不再发生变化的状态下，基于所述多学科耦合方程直接求另一个耦合变量对于各设计变量的导数，从而获得目标参量对于各个设计变量的敏度信息；依据所得到的敏度信息，将多学科耦合方程中目标参量的不敏感设计变量替换为常量，即得到目标参量的解耦合方程；基于解耦合方程，分析其中的敏感设计变量对于目标参量的影响规律。2.如权利要求1所述耦合光电振荡器的解耦分析方法，其特征在于，所述耦合变量为耦合光电振荡器中光学科系统与微波学科系统之间相互影响的输出参数变量。3.如权利要求1所述耦合光电振荡器的解耦分析方法，其特征在于，所述目标参量为输出光功率，耦合变量为输出光功率和输出射频信号的平均功率，设计变量包括输入光功率、光环路中的功率增益。4.如权利要求3所述耦合光电振荡器的解耦分析方法，其特征在于，所建立的多学科耦合方程如下：其中，PO(t)为输出光功率，GO为光环路中的功率增益，P为光环路的输入光功率，为输出微波信号平均功率，Ga为光电环路中的电压增益，f(t)为电滤波器的时域冲激函数，t为时间，T为微波信号的周期，表示卷积运算。2CN114201724A说明书1/6页耦合光电振荡器的解耦分析方法技术领域[0001]本发明涉及复杂耦合系统的解耦分析方法，具体涉及一种耦合光电振荡器的解耦分析方法。背景技术[0002]耦合光电振荡器由光电振荡环路和锁模激光器环路通过共享强度调制器耦合组成，两环路之间的正反馈使得耦合光电振荡器能够同时产生低时间抖动的光脉冲序列和低相位噪声的射频信号。因此，其在微波光子雷达、卫星有效载荷、光纤通信系统等领域有广阔的应用前景。[0003]耦合光电振荡器涉及光学、微波学两个学科，在设计初期需要对包含的各个学科进行解耦合分析，以便更好的进行系统的仿真、实验和优化建模。传统的多学科解耦合方法基于多学科耦合方程采用全局灵敏度方程求得耦合变量对设计变量的灵敏度信息，然后将灵敏度信息代入到泰勒展开式中即可构建耦合变量与设计变量的函数关系从而实现对耦合多学科系统的分析。此方法涉及大量的计算，且近似得到的函数关系导致解耦前后得到的耦合变量值误差较大。另外，当耦合光电振荡器振荡一段时间后，学科中的某些耦合变量会趋于稳定，不受另一个学科的影响，若用传统的多学科解耦方法将导致问题复杂化。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种耦合光电振荡器的解耦分析方法，基于耦合光电振荡器自身的固有特点对解耦过程进行大幅简化，从而有效降低计算量，提高分析效率。[0005]本发明所提出的耦合光电振荡器的解耦分析方法，包括以下步骤：[0006]依据所要解耦合的目标参量，确定相应的耦合变量及设计变量，并建立多学科耦合方程；[0007]在耦合变量中的一个趋于稳定不再发生变化的状态下，基于所述多学科耦合方程直接求另一个耦合变量对于各设计变量的导数，从而获得目标参量对于各个设计变量的敏度信息；[0008]依据所得到的敏度信息，将多学科耦合方程中目标参量的不敏感设计变量替换为常量，即得到目标参量的解耦合方程；[0009]基于解耦合方程，分析其中的敏感设计变量对于目标参量