CN111147072B - 一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空间激光通信的技术领域，其中，一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法，包括，S1：将信号光与本振光相干混频，输出鉴频信号，进行光电转换及信号整形，下变频采集获取初始频差信息，执行S2；S2：判断频率差是否位于鉴相带宽内，若否，执行S3，若是，执行S4；S3：将鉴别出来的初始频差信息作为调节量，拉小频率，执行S2；S4：输出反馈信号，停止鉴频，执行S5；S5：将信号光与本振光相干混频，对鉴相信号进行光电转换及信号整形，获得两路相位相位差90°的电信号，执行S6；S6：将一路电信号经过延迟与另一路电信号做异或运算，获得信号光与本振光相对方向及二倍频差，对二倍频差进行下变频，对频率进行积分运算，获取相位差信息。
Description
技术领域
本发明涉及空间激光通信的技术领域，具体涉及一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法及系统。
背景技术
空间激光通信技术正向着远距离、高速率的应用需求发展，通信链路已经逐渐拓展到星-星、空-地、星-地等多元链路，速率也从最初的每秒几千比特量级提升到每秒十几吉比特量级，传统的探测方式远远不能满足需求，零差相干探测技术以其探测灵敏度高、容量大、兼容调制格式多、通信距离长的优势逐渐成为研究热点，也成为远距离、高速率激光通信的首选方案。对于零差相干探测单元而言，需要满足如下需求：(1)获取执行量：为实现零差相干探测，需要获得信号光和本振光的频差、相位差信息作为闭环反馈量，控制执行器完成频移，最终实现频差为“零”，相位差最小；(2)高精度鉴频鉴相：零差相干探测单元中光学锁相环路(OPLL)依托于鉴频鉴相器工作，与射频锁相环路不同的是，OPLL中鉴频鉴相器在组成上包括90°光混频器、平衡探测器和乘法器，在功能上不仅需要对高速调制信号有响应，而且还要在宽范围“中频”谱段完成高精度鉴相，其鉴相精度直接影响锁相环路的锁相性能和系统的探测性能，因此要求系统要具有高精度鉴频鉴相的能力；(3)判别两光源“频差”的相对方向：为避免鉴相器在锁相过程中控制丢失，要求系统除具有高精度鉴频、鉴相的能力外，同时还要具有判别信号光频率和本振光频率相对位置的能力，即在完成自动捕获、跟踪和锁定的过程中，需要给本振光的执行量提供方向信息。
现有技术中的Costas环三种鉴相法，分别为反正切鉴相法、正弦鉴相法和消除符号模糊鉴相法，其中反正切法尽管有较快的频率跟踪速度，跟踪精度却不够，正弦法跟踪精度略高于另两种方法，高信噪比下消除符号模糊法跟踪速度和精度较好，但是它们的鉴相增益都较小，且应用在光锁相环中时，不能判别相对方向。
发明内容
本发明为了解决现有技术鉴相增益小、鉴频鉴相精度差、不能判别相对方向的问题，提出了一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法及系统。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法，包括以下步骤，
S1：将信号光与本振光相干混频，输出鉴频信号，对鉴频信号进行光电转换及信号整形，对处理后的鉴频信号进行下变频采集获取初始频差信息，执行S2；
S2：判断频率差是否位于鉴相带宽内，若否，执行S3，若是，执行S4；
S3：将鉴别出来的初始频差信息作为调节量，拉小频率，直至频率差进入到鉴相带宽内，执行S2；
S4：输出反馈信号，停止鉴频，执行S5；
S5：将信号光与本振光相干混频，输出两路鉴相信号，对鉴相信号进行光电转换及信号整形，获得两路相位相位差90°的电信号，执行S6；
S6：将一路电信号经过延迟与另一路电信号做异或运算，获得信号光与本振光相对方向及二倍频差，对二倍频差进行下变频，获取频差信息，对频率进行积分运算，获取相位差信息。
优选的，所述S1和/或S5中进行光电转换及信号整形由依次连接的平衡探测器、放大器及限幅放大器完成，信号光与本振光相干混频后的信号输出至平衡探测器。
通过上述技术方案，平衡探测器用于对混频后的信号完成光电转换，平衡探测器的前端包含一个跨阻放大用来放大信号。由于进入到平衡探测器中的两路光束功率相同，直流分量能够相互抵消，并对本振激光器的强度噪声有很好地抑制效果。放大器用于将平衡探测器输出的电信号放大至限幅放大器最小分辨率以上。限幅放大器用于将放大器输出的模拟信号放大至饱和。
优选的，所述S1中使用可编程门阵列进行下变频采集获取初始频差信息。
通过上述技术方案，可编程门阵列用计数的方法完成频率鉴别，同时也作为反馈信号的接收器和解耦器，控制鉴频环节输出的开启与关闭。
优选的，所述S4具体包括以下步骤，
S41：将信号光与本振光相干混频，输出两路鉴相信号，对鉴相信号进行光电转换及信号整形，将一路电信号经过延迟与另一路电信号做异或运算，获得二倍频信号，对二倍频信号进行整形滤波，将整形滤波后的二倍频信号转换为数字信号，执行S42；
S42：可编程门阵列获取二倍频信号转换的数字信号，停止鉴频输出，执行S5。
优选的，所述S5具体包括以下步骤，
S51：将信号光和本振光进行混频，输出四路相位差0°、180°、90°、270°的混频光束，相位差0°和180°的混频光组成一路鉴相信号，相位差90°和270°的混频光组成另一路鉴相信号，执行S32；
S52：分别对两路鉴相信号进行光电转换及信号整形，获得两路相位相位差90°的电信号，执行S6。
一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统，包括：
光混频器，将信号光和本振光进行混频，输出鉴频信号，还用于将信号光和本振光进行混频，输出两路鉴相信号；
第一信号整形单元，用于对鉴频信号进行光电转换及信号整形，还用于对一路鉴相信号进行光电转换及信号整形，输出第一路电信号；
第二信号整形单元，用于对另一路鉴相信号进行光电转换及信号整形，输出第二路电信号；
鉴频器，用于对经第一信号整形单元处理后的鉴频信号进行下变频采集获取初始频差信息；
方向判断单元，用于将第一路信号和第二路信号做异或运算，获得信号光与本振光相对方向及二倍频信号；
反馈单元，用于将方向判断单元输出的二倍频信号转换为数字信号，并反馈至鉴频器；
鉴相单元，用于二倍频信号分频后得到频率差，并进行积分运算，获取相位差信息。
通过上述技术方案，当信号光和本振光频率差在十几GHz时，光混频器将两束光相干混频，经过第一信号整形单元后完成信号整形，由鉴频器进行下变频采集直接获得初始频差信息，完成频率差鉴别。当频率差被拉小至鉴相带宽内时，由方向判断单元输出二倍频信号，经反馈单元转化为数字信号，反馈给鉴频器停止鉴频。大范围鉴频停止后，信号光和本振光经过光混频器相干混频输出两路鉴相信号，一路鉴相信号经第一信号整形单元处理后输出第一路电信号，另一路鉴相信号经第二信号整形单元处理后输出第二路电信号，第一路电信号和第二路电信号相位相位差90°，第一路电信号经过方向判断单元延迟后与另一路信号做异或运算，消除调制信息，获得二倍频差，鉴相单元将二倍频信号分频后得到频率差，并进行积分运算，获取相位差信息，完成相位差鉴别。
优选的，所述第一信号整形单元和/或第二信号整形单元包括依次连接的平衡探测器、放大器及限幅放大器，所述光混频器的输出与平衡探测器的输入端连接。
通过上述技术方案，平衡探测器用于对混频后的信号完成光电转换，平衡探测器的前端包含一个跨阻放大用来放大信号。由于进入到平衡探测器中的两路光束功率相同，直流分量能够相互抵消，并对本振激光器的强度噪声有很好地抑制效果。放大器用于将平衡探测器输出的电信号放大至限幅放大器最小分辨率以上。限幅放大器用于将放大器输出的模拟信号放大至饱和。
优选的，所述方向判断单元包括延迟子单元及异或门，所述第一信号整形单元的输出端与异或门的一个输入端连接，所述第二信号整形单元的输出端与异或门的另一个输入端连接，所述异或门的输出端与反馈单元的输入端及鉴相单元的输入端连接。
通过上述技术方案，将第二路电信号较第一路电信号滞后几皮秒，方便后续鉴相信号的提取以及为鉴相提供相对方向，异或门对第一路电信号和第二路电信号做异或处理后，消除调制码型，倍频频差信息。
优选的，所述反馈单元包括低通滤波器及模数转换器，所述异或门的输出端与低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与鉴频器的输入端连接。
通过上述技术方案，用来滤除二倍频信号的高频分量，保留低频分量，并对波形进行整形。模数转换器将低通滤波器输出的模拟量转换为数字量，当进入到鉴相带宽内时，提供标志位，反馈给鉴频器，鉴频器接收反馈信号后停止鉴频工作。
优选的，所述鉴相单元包括分频器及环路滤波器，所述异或门的输出端与分频器的输入端连接，所述分频器的输出端与环路滤波器的输入端连接，所述环路滤波器用于对经分频器变频后的频率进行积分，获得相位差。
通过上述技术方案，用来对二倍频信号进行下变频，获取频差信息。环路滤波器用于第二阶段滤波，除滤除高频分量，保留低频分量，整形鉴相输出波形外，同时消除静差，对频率进行积分，获得相位差。
综上所述，本发明的有益效果为：
1、本发明的鉴频范围由平衡探测器的带宽决定，可以达到十几GHz，经过FPGA下变频采集，能够获得较为精准的频差量，实现高精度鉴频；
2、本发明加入限幅放大器环节，一方面在鉴频环节方便FPGA采集，另一方面适当提高限幅放大器放大效果，能够有效增加鉴相增益，提高信噪比；
3、本发明加入延迟单元，在不影响消除调制信号的前提下，适当增加延迟效果，能够增大鉴相范围；
4、本发明提出的延迟异或门组合鉴相方式，其判别信号光和本振光相对方向由延迟单元、异或门和滤波器构成，能通过转换电压的正负实现方向的判断。
附图说明
图1为本发明用于展示一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法的示意图；
图2为本发明用于展示一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法的S4的示意图；
图3为本发明用于展示一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法的S5的示意图；
图4为本发明用于展示一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统的示意图；
图5为本发明用于展示信号经光电转换、整形和异或运算后的频谱示意图。
图中，1、第一信号整形单元；2、第二信号整形单元；3、方向判断单元；4、反馈单元；5、鉴相单元。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1～5，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参照图1，一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法，包括以下步骤，
S1：将信号光与本振光相干混频，输出鉴频信号，对鉴频信号进行光电转换及信号整形，对处理后的鉴频信号进行下变频采集获取初始频差信息，执行S2；
S2：判断频率差是否位于鉴相带宽内，若否，执行S3，若是，执行S4；
S3：将鉴别出来的初始频差信息作为调节量，拉小频率，直至频率差进入到鉴相带宽内，执行S2；
S4：输出反馈信号，停止鉴频，执行S5；
S5：将信号光与本振光相干混频，输出两路鉴相信号，对鉴相信号进行光电转换及信号整形，获得两路相位相位差90°的电信号，执行S6；
S6：将一路电信号经过延迟与另一路电信号做异或运算，获得信号光与本振光相对方向及二倍频差，对二倍频差进行下变频，获取频差信息，对频率进行积分运算，获取相位差信息。
下面依次对S1-S6进行详细说明。
S1中进行光电转换及信号整形由依次连接的平衡探测器、放大器及限幅放大器完成，信号光与本振光相干混频后的信号输出至平衡探测器。平衡探测器用于对混频后的信号完成光电转换，平衡探测器的前端包含一个跨阻放大用来放大信号。由于进入到平衡探测器中的两路光束功率相同，直流分量能够相互抵消，并对本振激光器的强度噪声有很好地抑制效果。放大器用于将平衡探测器输出的电信号放大至限幅放大器最小分辨率以上。限幅放大器用于将放大器输出的模拟信号放大至饱和。
值得说明的是，本实施例中，对处理后的鉴频信号进行下变频采集获取初始频差信息由可编程门阵列(下文用FPGA表示)完成。FPGA用计数的方法完成频率鉴别，同时也作为反馈信号的接收器和解耦器，控制鉴频环节输出的开启与关闭。
S3具体包括以下步骤，
S3：将鉴别出来的初始频差信息作为调节量，调节本振光激光器的频率，直至频率差进入到鉴相带宽内，执行S2。
参照图2，S4具体包括以下步骤，
S41：将信号光与本振光相干混频，输出两路鉴相信号，对鉴相信号进行光电转换及信号整形，将一路电信号经过延迟与另一路电信号做异或运算，获得二倍频信号，对二倍频信号进行整形滤波，将整形滤波后的二倍频信号转换为数字信号，执行S42；
S42：可编程门阵列获取二倍频信号转换的数字信号，停止鉴频输出，执行S5。
参照图3，S5具体包括以下步骤，
S51：将信号光和本振光进行混频，输出四路相位差0°、180°、90°、270°的混频光束，相位差0°和180°的混频光组成一路鉴相信号，相位差90°和270°的混频光组成另一路鉴相信号，执行S32；
S52：分别对两路鉴相信号进行光电转换及信号整形，获得两路相位相位差90°的电信号，执行S6。
值得说明的是，本实施例中，使得不等长布线的方式将90°和270°的混频光组成一路鉴相信号相较0°和180°的混频光组成另一路鉴相信号滞后几皮秒，方便后续鉴相信号的提取以及为鉴相提供相对方向。同时，使用异或门对两路完成光电转换及信号整形的鉴相信号做异或处理后，消除调制码型，倍频频差信息。
还值得说明的是，本实施例中，使用分频器对二倍频差进行下变频，获取频差信息，使用环路滤波器对频率进行积分运算，获取相位差信息。
实施例2
参照图4，一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统，包括：
光混频器，将信号光和本振光进行混频，输出鉴频信号，还用于将信号光和本振光进行混频，输出两路鉴相信号；值得说明的是，本实施例中，光混频器为90°光混频器；
第一信号整形单元1，用于对鉴频信号进行光电转换及信号整形，还用于对一路鉴相信号进行光电转换及信号整形，输出第一路电信号；
第二信号整形单元2，用于对另一路鉴相信号进行光电转换及信号整形，输出第二路电信号；
鉴频器，用于对经第一信号整形单元1处理后的鉴频信号进行下变频采集获取初始频差信息；值得说明的是，本实施例中，鉴频器为可编程门阵列；
方向判断单元3，用于将第一路信号和第二路信号做异或运算，获得信号光与本振光相对方向及二倍频信号；
反馈单元4，用于将方向判断单元3输出的二倍频信号转换为数字信号，并反馈至鉴频器；
鉴相单元5，用于二倍频信号分频后得到频率差，并进行积分运算，获取相位差信息。
参照图4，第一信号整形单元1和第二信号整形单元2均包括依次连接的平衡探测器、放大器及限幅放大器，光混频器的输出与平衡探测器的输入端连接。
具体的，平衡探测器用于对混频后的信号完成光电转换，平衡探测器的前端包含一个跨阻放大用来放大信号。由于进入到平衡探测器中的两路光束功率相同，直流分量能够相互抵消，并对本振激光器的强度噪声有很好地抑制效果。放大器用于将平衡探测器输出的电信号放大至限幅放大器最小分辨率以上。限幅放大器用于将放大器输出的模拟信号放大至饱和。
参照图4，方向判断单元3包括延迟子单元及异或门，第一信号整形单元1的输出端与异或门的一个输入端连接，第二信号整形单元2的输出端与异或门的另一个输入端连接，异或门的输出端与反馈单元4的输入端及鉴相单元5的输入端连接。
值得说明的是，延迟子单元为一段导线，使得第二信号整形单元2输出的信号相较于第一信号整形单元1经过的导线的长度更长。
具体的，将第二路电信号较第一路电信号滞后几皮秒，方便后续鉴相信号的提取以及为鉴相提供相对方向，异或门对第一路电信号和第二路电信号做异或处理后，消除调制码型，倍频频差信息。
参照图4，反馈单元4包括低通滤波器及模数转换器，异或门的输出端与低通滤波器的输入端连接，低通滤波器的输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与鉴频器的输入端连接。
具体的，低通滤波器用来滤除二倍频信号的高频分量，保留低频分量，并对波形进行整形。模数转换器将低通滤波器输出的模拟量转换为数字量，当进入到鉴相带宽内时，提供标志位，反馈给鉴频器，鉴频器接收反馈信号后停止鉴频工作。
参照图4、5，鉴相单元5包括分频器及环路滤波器，所述异或门的输出端与分频器的输入端连接，所述分频器的输出端与环路滤波器的输入端连接，所述环路滤波器用于对经分频器变频后的频率进行积分，获得相位差。值得说明的是，图5中，位于上方的波形为完成光电转换及信号整形后的波形，位于下方的波形为将第一路信号和第二路信号做异或运算后的波形。
具体的，分频器用来对二倍频信号进行下变频，获取频差信息。环路滤波器用于第二阶段滤波，除滤除高频分量，保留低频分量，整形鉴相输出波形外，同时消除静差，对频率进行积分，获得相位差。
参照图1，值得说明的，本系统使用以下方法进行鉴频鉴相，包括以下步骤，
S1：将信号光与本振光相干混频，输出鉴频信号，对鉴频信号进行光电转换及信号整形，对处理后的鉴频信号进行下变频采集获取初始频差信息，执行S2；
S2：判断频率差是否位于鉴相带宽内，若否，执行S3，若是，执行S4；
S3：将鉴别出来的初始频差信息作为调节量，拉小频率，直至频率差进入到鉴相带宽内，执行S2；
S4：输出反馈信号，停止鉴频，执行S5；
S5：将信号光与本振光相干混频，输出两路鉴相信号，对鉴相信号进行光电转换及信号整形，获得两路相位相差90°的电信号，执行S6；
S6：将一路电信号经过延迟与另一路电信号做异或运算，获得信号光与本振光相对方向及二倍频差，对二倍频差进行下变频，获取频差信息，对频率进行积分运算，获取相差信息。
下面依次对S1-S6进行详细说明。
S1中进行光电转换及信号整形由依次连接的平衡探测器、放大器及限幅放大器完成，信号光与本振光相干混频后的信号输出至平衡探测器。平衡探测器用于对混频后的信号完成光电转换，平衡探测器的前端包含一个跨阻放大用来放大信号。由于进入到平衡探测器中的两路光束功率相同，直流分量能够相互抵消，并对本振激光器的强度噪声有很好地抑制效果。放大器用于将平衡探测器输出的电信号放大至限幅放大器最小分辨率以上。限幅放大器用于将放大器输出的模拟信号放大至饱和。
值得说明的是，本实施例中，对处理后的鉴频信号进行下变频采集获取初始频差信息由可编程门阵列(下文用FPGA表示)完成。FPGA用计数的方法完成频率鉴别，同时也作为反馈信号的接收器和解耦器，控制鉴频环节输出的开启与关闭。
S3具体包括以下步骤，
S3：将鉴别出来的初始频差信息作为调节量，调节本振光激光器的频率，直至频率差进入到鉴相带宽内，执行S2。
参照图2，S4具体包括以下步骤，
S41：将信号光与本振光相干混频，输出两路鉴相信号，对鉴相信号进行光电转换及信号整形，将一路电信号经过延迟与另一路电信号做异或运算，获得二倍频信号，对二倍频信号进行整形滤波，将整形滤波后的二倍频信号转换为数字信号，执行S42；
S42：可编程门阵列获取二倍频信号转换的数字信号，停止鉴频输出，执行S5。
参照图3，S5具体包括以下步骤，
S51：将信号光和本振光进行混频，输出四路相位差0°、180°、90°、270°的混频光束，相差0°和180°的混频光组成一路鉴相信号，相差90°和270°的混频光组成另一路鉴相信号，执行S32；
S52：分别对两路鉴相信号进行光电转换及信号整形，获得两路相位相差90°的电信号，执行S6。
值得说明的是，本实施例中，使得不等长布线的方式将90°和270°的混频光组成一路鉴相信号相较0°和180°的混频光组成另一路鉴相信号滞后几皮秒，方便后续鉴相信号的提取以及为鉴相提供相对方向。同时，使用异或门对两路完成光电转换及信号整形的鉴相信号做异或处理后，消除调制码型，倍频频差信息。
本实施例的实施原理为：当信号光和本振光频率差在十几GHz时，光混频器将两束光相干混频，经过第一信号整形单元1后完成信号整形，由鉴频器进行下变频采集直接获得初始频差信息，完成频率差鉴别。当频率差被拉小至鉴相带宽内时，由方向判断单元3输出二倍频信号，经反馈单元4转化为数字信号，反馈给鉴频器停止鉴频。大范围鉴频停止后，信号光和本振光经过光混频器相干混频输出两路鉴相信号，一路鉴相信号经第一信号整形单元1处理后输出第一路电信号，另一路鉴相信号经第二信号整形单元2处理后输出第二路电信号，第一路电信号和第二路电信号相位相位差90°，结合图5，第一路电信号经过方向判断单元3延迟后与另一路信号做异或运算，消除调制信息，获得二倍频差，鉴相单元5将二倍频信号分频后得到频率差，并进行积分运算，获取相位差信息，完成相位差鉴别。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1：将信号光与本振光相干混频，输出鉴频信号，对鉴频信号进行光电转换及信号整形，对处理后的鉴频信号进行下变频采集获取初始频差信息，执行S2；
S2：判断频率差是否位于鉴相带宽内，若否，执行S3，若是，执行S4；
S3：将鉴别出来的初始频差信息作为调节量，拉小频率，直至频率差进入到鉴相带宽内，执行S2；
S4：输出反馈信号，停止鉴频，执行S5；
S5：将信号光与本振光相干混频，输出两路鉴相信号，对鉴相信号进行光电转换及信号整形，获得两路相位相位差90°的电信号，执行S6；
S6：将一路电信号经过延迟与另一路电信号做异或运算，获得信号光与本振光相对方向及二倍频差，对二倍频差进行下变频，获取频差信息，对频率进行积分运算，获取相位差信息。
2.根据权利要求1所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法，其特征在于，所述S1和/或S5中进行光电转换及信号整形由依次连接的平衡探测器、放大器及限幅放大器完成，信号光与本振光相干混频后的信号输出至平衡探测器。
3.根据权利要求1或2所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法，其特征在于，所述S1中使用可编程门阵列进行下变频采集获取初始频差信息。
4.根据权利要求3所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法，其特征在于，所述S4具体包括以下步骤，
S41：将信号光与本振光相干混频，输出两路鉴相信号，对鉴相信号进行光电转换及信号整形，将一路电信号经过延迟与另一路电信号做异或运算，获得二倍频信号，对二倍频信号进行整形滤波，将整形滤波后的二倍频信号转换为数字信号，执行S42；
S42：可编程门阵列获取二倍频信号转换的数字信号，停止鉴频输出，执行S5。
5.根据权利要求1或2所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法，其特征在于，所述S5具体包括以下步骤，
S51：将信号光和本振光进行混频，输出四路相位差0°、180°、90°、270°的混频光束，相位差0°和180°的混频光组成一路鉴相信号，相位差90°和270°的混频光组成另一路鉴相信号，执行S32；
S52：分别对两路鉴相信号进行光电转换及信号整形，获得两路相位相位差90°的电信号，执行S6。
6.一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统，其特征在于，包括：光混频器，将信号光和本振光进行混频，输出鉴频信号，还用于将信号光和本振光进行混频，输出两路鉴相信号；
第一信号整形单元(1)，用于对鉴频信号进行光电转换及信号整形，还用于对一路鉴相信号进行光电转换及信号整形，输出第一路电信号；
第二信号整形单元(2)，用于对另一路鉴相信号进行光电转换及信号整形，输出第二路电信号；
鉴频器，用于对经第一信号整形单元(1)处理后的鉴频信号进行下变频采集获取初始频差信息；
方向判断单元(3)，用于延迟第二路信号并将第一路信号和第二路信号做异或运算，获得信号光与本振光相对方向及二倍频信号；
反馈单元(4)，用于将方向判断单元(3)输出的二倍频信号转换为数字信号，并反馈至鉴频器；
鉴相单元(5)，用于二倍频信号分频后得到频率差，并进行积分运算，获取相位差信息。
7.根据权利要求6所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统，其特征在于，所述第一信号整形单元(1)和/或第二信号整形单元(2)包括依次连接的平衡探测器、放大器及限幅放大器，所述光混频器的输出与平衡探测器的输入端连接。
8.根据权利要求6所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统，其特征在于，所述方向判断单元(3)包括延迟子单元及异或门，所述第一信号整形单元(1)的输出端与异或门的一个输入端连接，所述第二信号整形单元(2)的输出端与异或门的另一个输入端连接，所述异或门的输出端与反馈单元(4)的输入端及鉴相单元(5)的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统，其特征在于，所述反馈单元(4)包括低通滤波器及模数转换器，所述异或门的输出端与低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与鉴频器的输入端连接。
10.根据权利要求8所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统，其特征在于，所述鉴相单元(5)包括分频器及环路滤波器，所述异或门的输出端与分频器的输入端连接，所述分频器的输出端与环路滤波器的输入端连接，所述环路滤波器用于对经分频器变频后的频率进行积分，获得相位差。
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