CN112751621A - 一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统，包括：发射端，包括频率锁定模块和噪声补偿模块；频率锁定模块用于利用激光频率偏移锁定技术将两台激光器的频率差锁定至预设微波频率，输出两台激光器的激光信号；噪声补偿模块用于根据接收端返回的回传激光信号，通过调节预设微波频率对光纤链路噪声进行补偿，使接收端接收到的微波频率为发射端的参考信号的频率；光纤链路用于将发射端输出的两台激光器的激光信号传输至接收端，及将回传激光信号传输至发射端；接收端包括信号回传模块和信号转换模块；信号回传模块用于接收两台激光器的激光信号，并向发射端返回回传激光信号；信号转换模块用于实现激光信号至射频信号的转换。

Description

一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统

技术领域

本发明属于光纤频率传输领域，具体涉及一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统。

背景技术

相比于传统的同轴电缆和卫星链路，光纤具有传输损耗小、抗电磁干扰能力强、可靠性高等优势。因此，利用光纤链路进行频率传递，可以满足诸如时间频率计量、基础物理研究、粒子加速器和射电天文观测等领域对频率信号的传递需求。

目前的光纤微波频率传递方案均是利用所要传递的微波信号对载波激光强度进行调制实现。但是上述方案在激光强度调制的同时，也会对激光频率产生调制，使激光产生边带，因此容易受激光偏振效应和光纤色散效应的影响，从而影响微波信号频率传递的精度和稳定度。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统，以实现降低激光偏振效应和光纤色散效应的影响，提高微波信号频率传递的精度和稳定度的目的。具体技术方案如下，所述系统包括：

发射端，包括频率锁定模块和噪声补偿模块；所述频率锁定模块用于利用激光频率偏移锁定技术，将两台激光器的频率差锁定至预设微波频率，以及用于输出两台激光器的激光信号；所述噪声补偿模块用于根据接收端返回的、包含所述两台激光器的激光信号的回传激光信号，通过调节所述预设微波频率，对光纤链路噪声进行补偿，使所述接收端接收到的微波频率为所述发射端的参考信号的频率；

所述光纤链路，用于将所述发射端输出的所述两台激光器的激光信号传输至所述接收端，以及用于将所述回传激光信号传输至所述发射端；

所述接收端，包括信号回传模块和信号转换模块；所述信号回传模块用于接收所述两台激光器的激光信号，并向所述发射端返回所述回传激光信号；所述信号转换模块用于实现激光信号至射频信号的转换。

可选的，所述频率锁定模块，包括：

主激光器、从激光器、光纤耦合器、第一光电探测器、压控振荡器、第一混频器和第一伺服控制模块；

其中，所述主激光器和所述从激光器的输出端分别与所述光纤耦合器的两个输入端连接；所述光纤耦合器的两个输出端分别与所述光纤链路、所述第一光电探测器的输入端连接；所述第一混频器的第一输入端与所述第一光电探测器的输出端连接，所述第一混频器的第二输入端与所述压控振荡器的第一输出端连接；所述第一伺服控制模块的输入端与所述第一混频器的输出端连接；所述第一伺服控制模块的输出端与所述主激光器或所述从激光器连接。

可选的，所述主激光器用于发出主激光信号

其中，ω_M表示所述主激光信号的频率，

表示所述主激光信号的相位；

所述从激光器用于发出从激光信号

其中，ω_S表示所述从激光信号的频率，

表示所述从激光信号的相位；

所述光纤耦合器用于将所述主激光信号和所述从激光信号合路得到合路激光信号，并利用所述光纤耦合器的第一输出端和第二输出端将所述合路激光信号等比分路输出至所述光纤链路和所述第一光电探测器；

所述第一光电探测器，用于接收所述光纤耦合器的第二输出端的合路激光信号，并输出所述主激光信号和所述从激光信号的第一拍频信号

所述压控振荡器，用于向所述第一混频器输出携带有预设微波频率的压控振荡信号

其中，ω₀表示所述预设微波频率，

表示所述压控振荡信号的相位；

所述第一混频器，用于利用所述第一拍频信号和所述压控振荡信号，得到表征所述主激光信号与所述从激光信号的频率差，相对于所述预设微波频率的误差信号

所述第一伺服控制模块，用于接收所述误差信号，并通过调节所述主激光信号的频率或者所述从激光信号的频率，将两台激光器输出的激光信号的频率差锁定至所述预设微波频率。

可选的，所述接收所述误差信号，并通过调节所述主激光信号的频率或者所述从激光信号的频率，将两台激光器输出的激光信号的频率差锁定至所述预设微波频率，包括：

对所述主激光器信号的频率ω_M或者所述从激光信号的频率ω_S进行调节，使得满足ω_M-ω_S-ω₀＝0，实现调节后的误差信号为常数cos[ξ₀]，其中

可选的，所述噪声补偿模块，包括：

第一光环形器、第二光探测器、参考信号产生模块、共轭信号产生模块、第二混频器、第三混频器、第四混频器、第二伺服控制模块；

其中，所述第一光环形器通过第一端和第二端串接在所述光纤耦合器的第一输出端和所述光纤链路之间，所述第一光环形器的第三端与所述第二光探测器的输入端连接；所述共轭信号产生模块的输入端与所述参考信号产生模块的输出端连接；所述共轭信号产生模块的第一输出端和第二输出端分别与所述第二混频器的第一输入端和所述第四混频器的第一输入端连接；所述第二混频器的第二输入端与所述压控振荡器的第二输出端连接；所述第四混频器的第二输入端与所述第二光探测器的输出端连接；所述第三混频器串接在所述第二混频器和所述第四混频器的输出端之间，所述第三混频器的输出端连接所述第二伺服控制模块的输入端；所述第二伺服控制模块的输出端连接所述压控振荡器的输入端。

可选的，所述第一光环形器，用于向所述光纤链路传输所述光纤耦合器的第一输出端的合路激光信号，并接收所述接收端返回的、包含所述两台激光器的激光信号和光纤链路噪声的所述回传激光信号；

所述第二光探测器，用于将所述回传激光信号进行激光信号至射频信号的转换，输出回传信号

其中

为光纤链路噪声；

所述参考信号产生模块，用于产生参考信号

其中，ω_r表示所述参考信号的频率，

表示所述参考信号的相位；

所述共轭信号产生模块，用于由所述参考信号产生第一共轭信号

和第二共轭信号

其中，ω₁和ω₂分别表示所述第一共轭信号和所述第二共轭信号的频率，

和

分别表示所述第一共轭信号和所述第二共轭信号的相位，且ω₁+ω₂＝2ω_r，

ξ为常数；

所述第二混频器，用于将所述压控振荡器输出的压控振荡信号，与所述第一共轭信号进行混频后取差频项，输出第一混频信号

所述第四混频器，用于将所述第二共轭信号，与所述回传信号进行混频后取差频项，输出第二混频信号

所述第三混频器，用于将所述第一混频信号和所述第二混频信号进行混频后取差频项，输出第三混频信号：

所述第二伺服控制模块，用于利用所述第三混频信号，反馈控制所述压控振荡器，使得所述预设微波频率与所述参考信号的频率相同。

可选的，所述利用所述第三混频信号，反馈控制所述压控振荡器，使得所述预设微波频率与所述参考信号的频率相同，包括：

通过调节所述压控振荡器的输入电压，使得所述压控振荡器输出的压控振荡信号的频率满足：ω₁+ω₂-2ω₀＝0；实现调节后的第三混频信号为常数cos[ξ₁]，其中

可选的，所述信号回传模块包括顺次连接的第二光环形器和光纤分束器；

所述信号转换模块包括第三光电探测器。

可选的，所述第三光电探测器用于探测得到含有所述光纤链路噪声的所述主激光信号和所述从激光信号的第二拍频信号

其中，根据ω₀＝ω_r，

忽略常数项ξ，ξ₀和ξ₁后，所述第二拍频信号V_rmt等效为

可选的，所述参考信号的频率为10GHz以下的微波频段频率。

本发明实施例所提供的方案中，利用激光频率偏移锁定技术，将发射端的两台激光器的频率差锁定到参考信号的频率，由于本发明方案中未采用以往的用待传递的微波信号对载波激光强度进行调制的方案，因此可以克服由于激光强度调制带来的激光偏振效应和光纤色散效应的影响，提高微波信号频率传递的精度和稳定度。同时，本发明方案中通过对光纤链路噪声进行补偿，可以进一步保证光纤链路传输过程中微波信号频率传递的精度和稳定度。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

为了实现降低激光偏振效应和光纤色散效应的影响，提高微波信号频率传递的精度和稳定度的目的，本发明实施例提供了一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统。

下面，首先对本发明实施例所提供的一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统进行介绍。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统100，可以包括如下组成部件：

发射端110，包括频率锁定模块和噪声补偿模块；频率锁定模块用于利用激光频率偏移锁定技术，将两台激光器的频率差锁定至预设微波频率，以及用于输出两台激光器的激光信号；噪声补偿模块用于根据接收端返回的、包含两台激光器的激光信号的回传激光信号，通过调节预设微波频率，对光纤链路120的噪声进行补偿，使接收端130接收到的微波频率为发射端110的参考信号的频率。

光纤链路120，用于将发射端110输出的两台激光器的激光信号传输至接收端130，以及用于将回传激光信号传输至发射端110。

接收端130，包括信号回传模块和信号转换模块；信号回传模块用于接收两台激光器的激光信号，并向发射端110返回回传激光信号；信号转换模块用于实现激光信号至射频信号的转换。

本发明实施例采用的激光频率偏移锁定(Laser Frequency Offset Lock)技术。属于主动稳频技术的一种，核心是将两激光器的频率差锁定到预设频率上，当外界影响使两激光频率存在相对起伏时，设法鉴别它们的相对变化，并通过反馈控制调节其中一台激光器的频率，使它们的频率相对稳定，即频率差固定。

本发明实施例通过采用激光频率偏移锁定技术，可将两台激光器的频率差锁定至与发射端的参考信号的频率相同的预设微波频率，也就是将要传递的参考信号的频率调制到两台激光器的频率差上，因此无需使用载波激光强度调制方案即可实现光纤微波频率传递。

关于该激光频率偏移锁定的具体描述请参见相关现有技术解释，在此不再进行具体阐述。

并且，信号在光纤中传输时，受到如温度、振动等外界环境的扰动，会给传输的信号引入相位噪声，影响信号的频率稳定度。因此需要相应的补偿以实现高精度的信号传输。本发明实施例在发射端110引入噪声补偿模块，可以对光纤链路中的噪声进行补偿处理，使接收端130接收到的微波频率即为发射端110的传递的参考信号的频率而不会发生信号损失。

关于该噪声补偿模块可以采用现有技术中任意一种针对光纤微波频率传递的噪声补偿电路实现，在此，对本发明实施例的噪声补偿模块的具体结构不做限制。

需要说明的是，本发明实施例的基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统100在第一次进行传递微波频率时，需要进行相应的调节，之后该系统的结构和部件参数固定，在后续的微波频率传递过程中，无需进行再次调节，即可满足本发明实施例的发明目的。关于具体调节过程在后文中进行详细介绍。

本发明实施例所提供的方案中，利用激光频率偏移锁定技术，将发射端的两台激光器的频率差锁定到参考信号的频率，由于本发明方案中未采用以往的用待传递的微波信号对载波激光强度进行调制的方案，因此可以克服由于激光强度调制带来的激光偏振效应和光纤色散效应的影响，提高微波信号频率传递的精度和稳定度。同时，本发明方案中通过对光纤链路噪声进行补偿，可以进一步保证光纤链路传输过程中微波信号频率传递的精度和稳定度。

以下对本发明实施例的基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统100的各个组成部件的优选实施方式进行说明，请参见图2，图2为本发明实施例所提供的一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统的具体结构示意图。其中，发射端110和接收端130以点划线框表示，信号线中虚线表示光信号，实线表示射频信号。并且各信号的代号在图中均有具体示意。

1)针对发射端110：

①针对频率锁定模块的组成结构，可选的一种实施方式中，频率锁定模块，包括：

主激光器、从激光器、光纤耦合器、第一光电探测器PD1、压控振荡器VCO、第一混频器M1和第一伺服控制模块。

其中，主激光器和从激光器的输出端分别与光纤耦合器的两个输入端连接；光纤耦合器的两个输出端分别与光纤链路、第一光电探测器PD1的输入端连接；第一混频器M1的第一输入端与第一光电探测器PD1的输出端连接，第一混频器M1的第二输入端与压控振荡器VCO的第一输出端连接；第一伺服控制模块的输入端与第一混频器M1的输出端连接；第一伺服控制模块的输出端与主激光器或从激光器连接。

为了便于理解频率锁定模块的频率锁定过程，以下结合频率锁定模块的各个部件进行说明，在可选的一种实施方式中，

主激光器用于发出主激光信号

其中，ω_M表示主激光信号的频率，

表示主激光信号的相位。

从激光器用于发出从激光信号

其中，ω_S表示从激光信号的频率，

表示从激光信号的相位。

关于两台激光器的类型可以为现有技术中的任意一种激光器类型，在此不做限制。

优选的实施方式中，主激光信号和从激光信号是同时产生的。

光纤耦合器(Coupler)又称分歧器(Splitter)、连接器、适配器、光纤法兰盘，是用于实现光信号分路/合路，或用于延长光纤链路的元件，可以实现光信号功率在不同光纤间的分配或组合。

光纤耦合器用于将主激光信号和从激光信号合路得到合路激光信号，并利用光纤耦合器的第一输出端和第二输出端将合路激光信号等比分路输出至光纤链路120和第一光电探测器PD1。由第一输出端和第二输出端输出的合并激光信号均含有主激光信号和从激光信号。

第一光电探测器PD1，用于接收光纤耦合器的第二输出端的合路激光信号，并输出主激光信号和从激光信号的第一拍频信号

其中，光电探测器能把光信号转换为电信号，针对于本发明实施例，光电探测器具体用于将激光信号转换为射频信号。拍频是差频的一种周期变化的特殊形式，关于拍频信号的具体含义请参见现有技术理解，在此不做赘述。

压控振荡器VCO，用于向第一混频器M1输出携带有预设微波频率的压控振荡信号

其中，ω₀表示预设微波频率，也就是压控振荡信号的频率，

表示压控振荡信号的相位。压控振荡器指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路，本发明实施例可以采用现有的任一种压控振荡器，比如LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器等来产生压控振荡信号。

第一混频器M1，用于利用第一拍频信号和压控振荡信号，得到表征主激光信号与从激光信号的频率差，相对于预设微波频率的误差信号

关于混频器的原理及具体结构请参见相关现有技术，在此不再赘述。

第一伺服控制模块，用于接收误差信号，并通过调节主激光信号的频率或者从激光信号的频率，将两台激光器输出的激光信号的频率差锁定至预设微波频率，也就是锁定至压控振荡信号的频率。可以理解的是，第一伺服控制模块调节的是与之连接的激光器输出的激光信号的频率。其中，伺服控制模块具有自适应调整控制功能，本发明实施例中可以采用任意一种伺服控制电路构成伺服控制模块，其可以实现对任一激光器输出的激光信号的频率进行调节的目的。

其中，可选的一种实施方式中，第一伺服控制模块，接收误差信号，并通过调节主激光信号的频率或者从激光信号的频率，将两台激光器输出的激光信号的频率差锁定至预设微波频率，包括：

对主激光器信号的频率ω_M或者从激光信号的频率ω_S进行调节，使得满足ω_M-ω_S-ω₀＝0，实现调节后的误差信号为常数cos[ξ₀]，其中

图2中第一伺服控制模块的输出端与从激光器连接。也就是说，作为一种优选的实施方式，通过调节从激光信号的频率ω_S，使得ω_M-ω_S-ω₀＝0，如此得到调节后的误差信号

由于

均为常数，将

记为常数ξ₀，则得到调节后的误差信号V_e0＝cos[ξ₀]，其为常数。此时，误差信号V_e0不随时间变化，可以实现将主从激光器的频率差锁定到压控振荡器VCO输出的压控振荡信号的频率ω₀上。可见，通过改变压控振荡信号的频率ω₀，并且输出主激光信号和从激光信号，通过得到主激光信号和从激光信号的频率差可以获得压控振荡信号的频率ω₀。因此，可以利用主激光信号和从激光信号的频率差，以及压控振荡器VCO，实现传递预设微波频率的目的，无需使用载波激光强度调制方案即可实现光纤微波频率传递。

②针对噪声补偿模块的组成结构，可选的一种实施方式中，噪声补偿模块，包括：

第一光环形器、第二光探测器PD2、参考信号产生模块、共轭信号产生模块、第二混频器M2、第三混频器M3、第四混频器M4、第二伺服控制模块；

其中，第一光环形器通过第一端和第二端串接在光纤耦合器的第一输出端和光纤链路之间，第一光环形器的第三端与第二光探测器PD2的输入端连接；共轭信号产生模块的输入端与参考信号产生模块的输出端连接；共轭信号产生模块的第一输出端和第二输出端分别与第二混频器M2的第一输入端和第四混频器M4的第一输入端连接；第二混频器M2的第二输入端与压控振荡器VCO的第二输出端连接；第四混频器M4的第二输入端与第二光探测器PD2的输出端连接；第三混频器M3串接在第二混频器M2和第四混频器M4的输出端之间，第三混频器M3的输出端连接第二伺服控制模块的输入端；第二伺服控制模块的输出端连接压控振荡器VCO的输入端。

为了便于理解噪声补偿模块的噪声补偿过程，以下结合噪声补偿模块的各个部件进行说明，在可选的一种实施方式中，

第一光环形器，用于向光纤链路传输光纤耦合器的第一输出端的合路激光信号，并接收接收端130返回的、包含两台激光器的激光信号和光纤链路噪声的回传激光信号；

第二光探测器PD2，用于将回传激光信号进行激光信号至射频信号的转换，输出回传信号

其中

为光纤链路噪声；

参考信号产生模块，用于产生参考信号

其中，ω_r表示参考信号的频率，

表示参考信号的相位；参考信号可以由发射端的一个参考信号产生模块产生。参考信号产生模块可以为信号源，等等。参考信号的频率为发射端待传递的微波频率。

共轭信号产生模块，用于由参考信号产生第一共轭信号

和第二共轭信号

其中，ω₁和ω₂分别表示第一共轭信号和第二共轭信号的频率，

和

分别表示第一共轭信号和第二共轭信号的相位，且ω₁+ω₂＝2ω_r，

ξ为常数。关于共轭信号产生模块的具体实现方式，可以参见相关现有技术，在此不做作赘述。

第二混频器M2，用于将压控振荡器VCO输出的压控振荡信号，与第一共轭信号进行混频后取差频项，输出第一混频信号

第四混频器M4，用于将第二共轭信号，与回传信号进行混频后取差频项，输出第二混频信号

第三混频器M3，用于将第一混频信号和第二混频信号进行混频后取差频项，输出到第三混频信号：

第二伺服控制模块，用于利用第三混频信号，反馈控制压控振荡器VCO，使得预设微波频率与参考信号的频率相同。

其中，可选的一种实施方式中，第二伺服控制模块利用第三混频信号，反馈控制压控振荡器，使得预设微波频率与参考信号的频率相同，包括：

通过调节压控振荡器的输入电压，使得压控振荡器输出的压控振荡信号的频率满足：ω₁+ω₂-2ω₀＝0；则第三混频信号变为：

由于

和ξ₀均为常数，计

实现调节后的第三混频信号为常数cos[ξ₁]，其不随时间变化。

2)针对接收端130：

可选的一种实施方式中，信号回传模块包括顺次连接的第二光环形器和光纤分束器。

第二光环形器和光纤分束器用于将传输至接收端130的激光信号部分返回发射端110。

信号转换模块包括第三光电探测器。针对第三光电探测器，第三光电探测器用于探测得到含有光纤链路噪声的主激光信号和从激光信号的第二拍频信号

两束激光在同一光纤中传输，外部干扰对它们的影响几乎是等同的，再利用差拍探测获得微波信号，可以降低共模噪声的干扰。

该第二拍频信号是接收端130原本接收到的主激光信号和从激光信号的拍频信号，并且附加了光纤链路噪声。

通过发射端110的调节，压控振荡器输出的压控振荡信号的频率满足：ω₁+ω₂-2ω₀＝0，

根据第一共轭信号和第二共轭信号的关系，有ω₁+ω₂＝2ω_r，

则得到ω₀＝ω_r，

根据ω₀＝ω_r，

由于ξ，ξ₀和ξ₁均为常数，不影响频率信号的稳定度性能，可以忽略不计，忽略常数项ξ，ξ₀和ξ₁后，第二拍频信号V_rmt等效为

即接收端130接收到的第二拍频信号的频率为接收端110的参考信号的频率。表明接收端接130收到的信号锁定到发射端110的参考信号上，实现了光纤链路噪声的补偿。

需要说明的是，在接收端130能够获得参考信号的频率时，所述接收端130无需再发送回传激光信号，发射端110也无需进行光纤链路噪声的补偿。

可选的一种实施方式中，参考信号的频率为10GHz以下的微波频段频率。具体的，参考信号的频率可以为300MHz～10GHz。

本发明实施例所提供的方案，是一种不同于目前利用激光强度调制的光纤微波传递的新方案。该方案在多普勒噪声消除方法的基础上，利用两束激光在同一光纤中传输时光纤引入的噪声是共模成分的原理，利用激光频率偏移锁定技术，将发射端待传递的参考信号的频率调制到两束激光的频率差上，经过光纤耦合器合束后，在同一光纤链路中传播。即用两束频率差恒定的激光实现光纤微波频率传递，因此，在光纤链路中传播时，由激光偏振效应、温度、振动等引入的噪声对两束激光是对称的，通过拍频探测可以降低它们的影响。由于本发明方案中未采用以往的用待传递的微波信号对载波激光强度进行调制的方案，因此可以克服由于激光强度调制带来的激光偏振效应和光纤色散效应的影响，减小温度、振动和应力等噪声源的敏感性，进而增强系统的抗干扰能力，提高微波信号频率传递的精度和稳定度。同时，本发明方案中通过对光纤链路噪声进行了主动补偿，可以进一步保证光纤链路传输过程中微波信号频率传递的精度和稳定度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递系统，其特征在于，包括：

发射端，包括频率锁定模块和噪声补偿模块；所述频率锁定模块用于利用激光频率偏移锁定技术，将两台激光器的频率差锁定至预设微波频率，以及用于输出两台激光器的激光信号；所述噪声补偿模块用于根据接收端返回的、包含所述两台激光器的激光信号的回传激光信号，通过调节所述预设微波频率，对光纤链路噪声进行补偿，使所述接收端接收到的微波频率为所述发射端的参考信号的频率；

所述光纤链路，用于将所述发射端输出的所述两台激光器的激光信号传输至所述接收端，以及用于将所述回传激光信号传输至所述发射端；

所述接收端，包括信号回传模块和信号转换模块；所述信号回传模块用于接收所述两台激光器的激光信号，并向所述发射端返回所述回传激光信号；所述信号转换模块用于实现激光信号至射频信号的转换。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述频率锁定模块，包括：

主激光器、从激光器、光纤耦合器、第一光电探测器、压控振荡器、第一混频器和第一伺服控制模块；

其中，所述主激光器和所述从激光器的输出端分别与所述光纤耦合器的两个输入端连接；所述光纤耦合器的两个输出端分别与所述光纤链路、所述第一光电探测器的输入端连接；所述第一混频器的第一输入端与所述第一光电探测器的输出端连接，所述第一混频器的第二输入端与所述压控振荡器的第一输出端连接；所述第一伺服控制模块的输入端与所述第一混频器的输出端连接；所述第一伺服控制模块的输出端与所述主激光器或所述从激光器连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述主激光器用于发出主激光信号

其中，ω_M表示所述主激光信号的频率，

表示所述主激光信号的相位；

所述从激光器用于发出从激光信号

其中，ω_s表示所述从激光信号的频率，

表示所述从激光信号的相位；

所述光纤耦合器用于将所述主激光信号和所述从激光信号合路得到合路激光信号，并利用所述光纤耦合器的第一输出端和第二输出端将所述合路激光信号等比分路输出至所述光纤链路和所述第一光电探测器；

所述第一光电探测器，用于接收所述光纤耦合器的第二输出端的合路激光信号，并输出所述主激光信号和所述从激光信号的第一拍频信号

所述压控振荡器，用于向所述第一混频器输出携带有预设微波频率的压控振荡信号

其中，ω₀表示所述预设微波频率，

表示所述压控振荡信号的相位；

所述第一混频器，用于利用所述第一拍频信号和所述压控振荡信号，得到表征所述主激光信号与所述从激光信号的频率差，相对于所述预设微波频率的误差信号

所述第一伺服控制模块，用于接收所述误差信号，并通过调节所述主激光信号的频率或者所述从激光信号的频率，将两台激光器输出的激光信号的频率差锁定至所述预设微波频率。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述接收所述误差信号，并通过调节所述主激光信号的频率或者所述从激光信号的频率，将两台激光器输出的激光信号的频率差锁定至所述预设微波频率，包括：

对所述主激光器信号的频率ω_M或者所述从激光信号的频率ω_s进行调节，使得满足ω_M-ω_s-ω₀=0，实现调节后的误差信号为常数cos[ξ₀]，其中

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述噪声补偿模块，包括：

第一光环形器、第二光探测器、参考信号产生模块、共轭信号产生模块、第二混频器、第三混频器、第四混频器、第二伺服控制模块；

其中，所述第一光环形器通过第一端和第二端串接在所述光纤耦合器的第一输出端和所述光纤链路之间，所述第一光环形器的第三端与所述第二光探测器的输入端连接；所述共轭信号产生模块的输入端与所述参考信号产生模块的输出端连接；所述共轭信号产生模块的第一输出端和第二输出端分别与所述第二混频器的第一输入端和所述第四混频器的第一输入端连接；所述第二混频器的第二输入端与所述压控振荡器的第二输出端连接；所述第四混频器的第二输入端与所述第二光探测器的输出端连接；所述第三混频器串接在所述第二混频器和所述第四混频器的输出端之间，所述第三混频器的输出端连接所述第二伺服控制模块的输入端；所述第二伺服控制模块的输出端连接所述压控振荡器的输入端。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述第一光环形器，用于向所述光纤链路传输所述光纤耦合器的第一输出端的合路激光信号，并接收所述接收端返回的、包含所述两台激光器的激光信号和光纤链路噪声的所述回传激光信号；

所述第二光探测器，用于将所述回传激光信号进行激光信号至射频信号的转换，输出回传信号

其中

为光纤链路噪声；

所述参考信号产生模块，用于产生参考信号

其中，ω_r表示所述参考信号的频率，

表示所述参考信号的相位；

所述共轭信号产生模块，用于由所述参考信号产生第一共轭信号

和第二共轭信号

其中，ω₁和ω₂分别表示所述第一共轭信号和所述第二共轭信号的频率，

和

分别表示所述第一共轭信号和所述第二共轭信号的相位，且ω₁+ω₂＝2ω_r，

ξ为常数；

所述第二混频器，用于将所述压控振荡器输出的压控振荡信号，与所述第一共轭信号进行混频后取差频项，输出第一混频信号

所述第四混频器，用于将所述第二共轭信号，与所述回传信号进行混频后取差频项，输出第二混频信号

所述第三混频器，用于将所述第一混频信号和所述第二混频信号进行混频后取差频项，输出第三混频信号：

所述第二伺服控制模块，用于利用所述第三混频信号，反馈控制所述压控振荡器，使得所述预设微波频率与所述参考信号的频率相同。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述利用所述第三混频信号，反馈控制所述压控振荡器，使得所述预设微波频率与所述参考信号的频率相同，包括：

通过调节所述压控振荡器的输入电压，使得所述压控振荡器输出的压控振荡信号的频率满足：ω₁+ω₂-2ω₀＝0；实现调节后的第三混频信号为常数cos[ξ₀]，其中

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述信号回传模块包括顺次连接的第二光环形器和光纤分束器；

所述信号转换模块包括第三光电探测器。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，

所述第三光电探测器用于探测得到含有所述光纤链路噪声的所述主激光信号和所述从激光信号的第二拍频信号

其中，根据

忽略常数项ξ，ξ₀和ξ₁后，所述第二拍频信号V_rmt等效为

10.根据权利要求1或9所述的系统，其特征在于，所述参考信号的频率为10GHz以下的微波频段频率。

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