一种分布式被动稳相传输方法及系统

文档序号:33752255发布日期:2023-04-18 13:02阅读:34来源:国知局
本发明涉及一种被动稳相传输方法,尤其涉及一种分布式被动稳相传输方法及系统,属于射频稳相传输。
背景技术
::1、随着技术的不断创新与发展,对于高稳定度的频率源以及远距离信号之间同步的需求与日剧增。例如在雷达、导航通信等领域,远距离传输中的信号同步可实现探测回波信号的相参合成,对探测以及导航通信都有着重大的意义。2、目前的射频稳相传输技术主要通过光纤进行频率传递,光纤传递具有带宽大、损耗低、抗电磁干扰等优点。在射频信号进行远距离传输时,由于信号在传输过程中会受环境等因素的影响,因此在传输中信号的相位会发生变化,需要对信号进行相位补偿来保持稳相传输。当前的稳相传输技术主要包括主动相位补偿技术与被动相位补偿技术,主动相位补偿技术主要通过提取链路抖动引入的相位噪声,结合相关的算法与可控制的器件对传输的信号添加一个与链路抖动共轭的相位,从而实现主动的相位补偿。主动相位噪声补偿的原理主要是将本地待传递的信号与经过环路后的信号进行混频,提取出链路引入的抖动,然后通过反馈机制将其相位信息转换成控制信息,控制相应的补偿模块实时的补偿链路相应的抖动【jianguo shen,guiling wu,liang hu,weiwen zou,and jianping chen,"active phase drift cancellation for optic-fiber frequency transfer using aphotonic radio-frequency phase shifter,"opt.lett.39,2346-2349(2014)】。但是主动补偿技术存在着一些限制,例如补偿模块的精度、动态范围都需要进行严苛的控制。由于主动相位补偿技术存在不足,一种新的相位补偿方式得到广泛的关注与研究,被动相位补偿技术的核心思路就是利用探测信号引入链路时延抖动产生的相位,将其与被传递的信号进行混频来实现对链路相位噪声的补偿。现有的被动相位补偿技术主要有f-2f补偿、f-3f补偿等。3、f-2f补偿主要通过探测信号在传输链路进行双向传递得到链路的抖动信息,通过混频对待传输信号进行补偿,探测信号的频率为待传递信号的一半。相位补偿的方法可以通过发射端预补偿以及远端后补偿的方式【juan wei,fangzheng zhang,yonggang zhou,de ben,and shilong pan,"stable fiber delivery of radio-frequency signal basedon passive phase correction,"opt.lett.39,3360-3362(2014)】。f-3f补偿则需要一个频率为待传递信号的三分之一的探测信号来进行抖动的探测。4、由于主动相位补偿方式受限于补偿反馈控制器件的精度、控制范围等条件,因此被动补偿技术由于其不存在补偿范围限制,无需进行反馈控制操作,结构相对简单,被动相位补偿方式相对于主动补偿方式的优势明显,但由于被动相位补偿方式引入电分频器模块,由于电分频器存在同频杂散等问题,部分同频信号在混频中会对传输信号的相位造成干扰,影响最终的相位稳定。因此,在一些实际的分布式应用中,现有的被动补偿技术难以适用。5、在远距离信号的传输问题上,信号的相位稳定尤为重要,如何实现一点对多点的分布式稳相系统,是研究人员目前研究的热点。例如在通信中,在不同站点传输本振信号时,由于站与站之间存在着距离限制,光纤传输会受环境等因素的影响,如何将各个子站的本振与主站的本振信号同步起来是一个非常有意义的事情。目前一点对多点的分布式稳相传输技术,主要是通过光链路来实现。实现方式主要是在主站与子站之间形成一条光链路,在光链路中接入不同的接入用户点,通过链路的往返来实现不同接入用户点与主站之间的相位同步【hongwei li,guiling wu,jiapeng zhang,jianguo shen,and jianping chen,"multi-access fiber-optic radio frequency transfer with passive phase noisecompensation,"opt.lett.41,5672-5675(2016)】,如何实现非链路式的一点对多点的分布式稳相传输系统,提供一种新的分布式稳相结构,是研究人员所追寻的研究热点。技术实现思路1、本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在不足,提供一种分布式被动稳相传输方法,利用分频光电振荡环路代替传统链路中的电分频器,通过光电振荡器环路的特性实现一点对多点的分布式光纤被动稳相传输。2、本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题:3、一种分布式被动稳相传输方法,包括以下步骤:4、将主站与多个子站通过光纤首尾连接形成光电振荡环路,在主站将本振信号进行电光调制后注入到所述光电振荡环路中并令所述光电振荡环路实现本振信号的注入锁定并且输出二分频信号;5、在主站探测光电振荡环路输出的二分频信号并将其与本振信号进行下变频,然后对产生的下变频信号进行电光调制,并令所生成的光载下变频信号在所述光电振荡环路中逆向传输;6、在子站中接收所述逆向传输的光载下变频信号并对其进行光电转换,得到携带整个环路相位信息以及主站到子站逆向传输相位信息的下变频信号;子站同时接收在光电振荡环路中正向传输的光载二分频信号并对其进行光电转换,得到携带有主站到子站正向传输相位信息的分频信号;对所述下变频信号和分频信号进行上变频,整个环路相位信息与主站到子站正向、逆向传输的相位信息相互抵消,即得到稳相传输的本振信号。7、优选地,通过令所述光电振荡环路中的电光调制器工作于载波抑制双边带调制状态,令所述光电振荡环路实现本振信号的二分频注入锁定。8、进一步地,在主站使用不同频率的光载波分别对本振信号和所述下变频信号进行电光调制。9、基于同一发明构思还可以得到以下技术方案:10、一种分布式被动稳相传输系统,包括:通过光纤首尾连接形成光电振荡环路的主站及多个子站;11、所述主站用于将本振信号进行电光调制后注入到所述光电振荡环路中并令所述光电振荡环路实现本振信号的注入锁定并且输出二分频信号,探测光电振荡环路输出的二分频信号并将其与本振信号进行下变频,然后对产生的下变频信号进行电光调制,并令所生成的光载下变频信号在所述光电振荡环路中逆向传输;12、所述子站用于接收所述逆向传输的光载下变频信号并对其进行光电转换,得到携带整个环路相位信息以及主站到子站逆向传输相位信息的下变频信号;子站同时接收在光电振荡环路中正向传输的光载二分频信号并对其进行光电转换,得到携带有主站到子站正向传输相位信息的分频信号;对所述下变频信号和分频信号进行上变频,整个环路相位信息与主站到子站正向、逆向传输的相位信息相互抵消,即得到稳相传输的本振信号。13、优选地,主站通过令所述光电振荡环路中的电光调制器工作于载波抑制双边带调制状态,令所述光电振荡环路实现本振信号的二分频注入锁定。14、优选地,主站使用不同频率的光载波分别对本振信号和所述下变频信号进行电光调制。15、相比现有技术,本发明技术方案具有以下有益效果:16、本发明对现有的链路型分布式被动稳相传输系统进行了改进,通过引入光电振荡环路,利用分频光电振荡器代替了传统链路方案中分频器的使用,避免了分频器等引入的额外串扰,并且利用光电振荡器对传输信号进行相位噪声优化,通过光电振荡器的特性实现一点对多点的环路型分布式稳相传输;并且注入锁定光电振荡器在一定程度上优化了系统的稳定性,增强了稳相传输效果。当前第1页12当前第1页12
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