Cancelación de ruido de amplitud de los tonos de microondas

Área de la Ciencia:

• La física
• Física experimental
• Los fenómenos cuánticos

Sus antecedentes:

• El ruido del portador en tonos coherentes, en particular el ruido de amplitud, limita la sensibilidad y causa calentamiento en sistemas experimentales sensibles.
• Las técnicas existentes de cancelación de ruido de fase son ineficaces cuando predomina el ruido de amplitud.
• El ruido de amplitud es una preocupación creciente en los sistemas de microondas a medida que mejora el rendimiento del ruido de fase.

Objetivo del estudio:

• Presentar una nueva técnica para reducir el ruido de amplitud de los generadores de microondas utilizando la cancelación de retroalimentación.
• Para demostrar la eficacia de esta técnica en un experimento de optomecánica de microondas.

Principales métodos:

• Utilizando una matriz de puertas programable en campo (FPGA) para generar una señal de cancelación de ruido con ganancia ajustable y retraso de tiempo.
• Implementando interferencias destructivas entre el tono de microondas original y la señal de ruido generada.
• Ajuste del desplazamiento de frecuencia y ancho de banda para la cancelación de ruido.

Principales resultados:

• Se logró una reducción de 13 dB en la potencia de ruido a un desplazamiento de 2 MHz de un tono de microondas de 4 GHz, reduciendo el ruido total al nivel de ruido de fase.
• Se observó una reducción de 3,5 veces en el calentamiento de la cavidad inducido externamente en un experimento de optomecánica de microondas.
• Bajo la ocupación mínima del oscilador por un factor de 2.

Conclusiones:

• La técnica de cancelación de retroalimentación desarrollada reduce efectivamente el ruido de amplitud en los generadores de microondas.
• Este método mejora el rendimiento de experimentos sensibles, como el enfriamiento de banda lateral en la optomecánica de microondas.
• La técnica amplía el alcance de las estrategias de cancelación de ruido para mejorar los sistemas de microondas.