CN114629554A - 一种频率参考信号传递系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种频率参考信号传递系统,包括本地端和远地端,本地端包括激光器、第一光分束器、第一锁相反馈电路、光强调制器、第一压控振荡器、混频器、第二光分束器、以及第一光电转换模块;远地端包括光移频半透射半返回模块、第二光电转换模块、第一分频器、以及分频模块。本发明还公开了一种频率参考信号传递方法。本发明在远地端经过移频后的反射信号频率与本地端发射信号频率不同,这样在避免了背向反射的干扰,提高了频率传递稳定度的同时也保障了链路的时延对称性,降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及光纤频率信号传递领域,具体涉及一种频率参考信号传递系统,还涉及一种频率参考信号传递方法。
背景技术
低相位噪声、高频率稳定度的频率参考信号(频率通常为10MHz)是精密测量物理实验中不可缺少的频率基准。由于高精度频率参考(比如氢钟、铯喷泉钟)的价格昂贵,且对运行环境要求较高,通常由多个实验室共享一台频率参考,并且在有些精密物理实验中,要求远地的两个系统的频率参考具有一定的相位关联。因此不可避免的,需要将频率基准信号传递出去。在信号的传输过程中,信号强度不仅会衰减,还会因外界环境的干扰,当信号传递几百米甚至上千米的时候信号的相位噪声及频率稳定度明显变差,因此精确地将频率参考信号频率传输到远端是精密测量物理实验的一个关键技术。
近年来,光纤通信网络已成为长距离时频传播的一种具有吸引力的选择。利用光纤通信网络来实现长距离时频传播,将高稳定度的频率参考信号传输出去是可行的。CN110518981A发明了一种微波频率传递装置,提供了一种在保障物理层面安全性的情况下,用混沌光通信进行光纤时频或微波频率的传递。CN201620837278.9提出一种“基于光纤的微波频率信号稳相传递的相位预补偿模块”由倍频混频模块、变频模块和副载波调制模块组成,减小了系统复杂度,降低成本。CN104901743A发明了“一种基于远程端补偿的光纤光学频率传递方法”,光信号从本地端发射后在远地端由另一条光纤传回,在本地端拍频提取相位噪声,再对相移进行控制。CN108011667B发明了“变频补偿微波频率传递系统及方法”与现有频率传递的主要区别是在远地端使用了第二台激光器,对本地端接收的信号变频后再调制到激光上发回本地端。
而现有技术中,未能很好的解决一条光纤链路上往返传递信号时同频信号的互相干扰问题,即使采用变频补偿的方式,代价是增加了激光器数量,增大了成本同时也使链路的时延对称性下降。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述现有技术存在的缺陷,提供一种频率参考信号传递系统,还提供一种频率参考信号传递方法,通过对返回信号进行叠加移频,并在本地端提取幅度调制和移频的叠加调制信号,从而避免光纤链路中的背向反射信号对相位噪声消除的影响。在保障链路时延对称性,降低成本的同时,解决一条光纤链路中同频的补偿信号与未补偿信号之间的干扰问题。
为实现上述目的,本发明给出以下技术方案:
一种频率参考信号传递系统,包括本地端,本地端包括激光器、第一光分束器、第一锁相反馈电路、光强调制器、第一压控振荡器、混频器、第二光分束器、以及第一光电转换模块,
激光器的输出端连接第一光分束器的A端口,第一光分束器的C端口连接光强调制器的入光端口,第一光分束器的B端口连接第二光分束器的B端口,光强调制器的出光端口连接第二光分束器的A端口,第二光分束器的C端口连接光纤链路的一端,第二光分束器的D端口连接第一光电转换模块的光输入端口,第一光电转换模块的射频信号输出端口连接混频器的第一输入端口,混频器的输出端口连接第一锁相反馈电路的第一输入端口,本地参考信号Fref连接第一锁相反馈电路的第二输入端口,第一锁相反馈电路输出端口连接第一压控振荡器的电压控制端,第一压控振荡器的第一输出端口连接光强调制器的调制输入端口,第一压控振荡器的第二输出端口连接混频器的第二输入端口。
一种频率参考信号传递系统,还包括远地端,远地端包括光移频半透射半返回模块、第二光电转换模块、第一分频器、以及分频模块,
光纤链路的另一端连接光移频半透射半返回模块的光输入端口,光移频半透射半返回模块的光透射端口连接第二光电转换模块的入光口,第二光电转换模块的第一射频输出端连接第一分频器的输入端口,第一分频器的输出端口连接光移频半透射半返回模块的射频驱动输入端口,第二光电转换模块的第二射频输出端连接分频模块的输入端口。
如上所述第一光分束器包括A端口、B端口和C端口,对于第一光分束器,A端口分别与B端口和C端口内部连通;第二光分束器包括A端口、B端口、C端口和D端口,对于第二光分束器,A端口分别与B端口和C端口内部连通,D端口分别与B端口和C端口内部连通。
如上所述第一锁相反馈电路包括环路滤波器、鉴相器、以及第二分频器,
混频器的输出端口连接第二分频器的输入端口,第二分频器的输出端口连接鉴相器的第一输入端口,本地参考信号Fref连接鉴相器的第二输入端口,鉴相器的输出端口连接环路滤波器的输入端口,环路滤波器的输出端口连接第一压控振荡器的电压控制端。
如上所述分频模块包括第三分频器、第二锁相反馈电路、以及第二压控振荡器,第二光电转换模块的第二射频输出端连接第三分频器的输入端口,第三分频器的输出端口连接第二锁相反馈电路的第一输入端口,第二压控振荡器的第一输出端口连接第二锁相反馈电路的第二输入端口,第二锁相反馈电路的输出端口连接第二压控振荡器的电压控制端,第二压控振荡器的第二输出端口输出远端参考信号F’ ref。
作为一种可选方案,光移频半透射半返回模块包括光环行器,光学移频器,以及第三光分束器,
光环行器包括A端口、B端口和C端口,对于光环行器,C端输入从A端口输出,B端输入从C端口输出;第三光分束器包括A端口、B端口和C端口,对于第三光分束器,A端口分别与B端口和C端口内部连通,
光纤链路的另一端连接光环行器的C端口,光环行器的A端口连接光学移频器的入光口,光学移频器的出光端口连接第三光分束器的A端口,第一分频器的输出端口连接光学移频器的射频驱动输入端口,第三光分束器的B端口连接光环行器的B端口,第三光分束器的C端口连接第二光电转换模块的光输入端。
作为一种可选方案,光移频半透射半返回模块包括光环行器,光学移频器,以及第三光分束器,
光环行器包括A端口、B端口和C端口,对于光环行器,C端输入从A端口输出,B端输入从C端口输出;第三光分束器包括A端口、B端口和C端口,对于第三光分束器,A端口分别与B端口和C端口内部连通,
光纤链路的另一端连接光环行器的C端口,光环行器的A端口连接第三光分束器的A端口,第三光分束器的B端口连接光学移频器的入光口,光学移频器的出光端口连接光环行器的B端口,第一分频器的输出端口连接光学移频器的射频驱动输入端口,第三光分束器的C端口连接第二光电转换模块的光输入端。
作为一种可选方案,所述光移频半透射半返回模块包括光学移频器和半透半反器,
光纤链路的另一端连接光学移频器的入光口,光学移频器的出光端口连接半透半反器的入光反射端口,半透半反器的出光端口连接第二光电转换模块的光输入端,第一分频器的输出端口连接光学移频器的射频驱动输入端口。
如上所述光纤链路通过光纤放大器与光移频半透射半返回模块的光输入端口连接。
一种微波参考信号传递方法,包括以下步骤:
激光器的出射激光输入到第一光分束器的A端口,并经第一光分束器分为两路,其中一路经第一光分束器的C端口输出到光强调制器,光强调制器将射频发射信号f0调制到激光上并输入到第二光分束器的A端口,激光从第二光分束器的C端口输出并通过光纤链路传递至远地端;另一路经第一光分束器的B端口输出到第二光分束器的B端口,与第二光分束器的C端口输入的远地端返回的光信号在第二光分束器内拍频提取回传的光信号,再经第二光分束器的D端口输出到第一光电转换模块,第一光电转换模块将第二光分束器的D端输出的光信号转换成电信号即远端回传信号f1并输出到混频器,混频器将射频发射信号f0和远端回传信号f1混频得到远端回传混频信号f2并输出到第一锁相反馈电路,第一锁相反馈电路鉴相提取相位噪声量,并反馈控制第一压控振荡器对射频发射信号f0进行噪声预补偿,完成噪声消除,本地端的第一压控振荡器产生射频发射信号f0分别输入到光强调制器和混频器,光强调制器将射频发射信号f0作为传递频率信号对自第一光分束器的C端口输入的激光进行幅度调制,并将调制后的激光输出到第二光分束器的A端口再接入光纤链路发送至远地端,
本地端调制射频发射信号f0的激光经光纤链路发送至远地端的光移频半透射半返回模块的光输入端口,部分激光从光透射端口输出到第二光电转换模块中,另部分激光根据射频驱动输入端口输入的调制信号fn进行移频并沿光纤链路返回本地端,第二光电转换模块对输入的光信号进行转换,产生两路具有固定相位差的射频信号,一路射频信号经过第一分频器分频后作为调制信号fn输入到光移频半透射半返回模块;另一路射频信号输出到分频模块,在远地端恢复出与本地参考信号Fref相位同步的远端参考信号F’ ref。
本地发射信号频率与回传信号频率不同,具体步骤如下:
本地射频发射信号f0通过光强调制器调制到激光发送至远端,远端接收并解调信号,该信号包含射频发射信号f0和光纤链路的噪声Δf,(即f0+Δf),通过第一分频器将接收的信号频率转换为c(f0+Δf),c为分频系数,并将转换后的信号对光信号进行移频,移频后的信号(f0+Δf)±c(f0+Δf)通过原光纤链路回传本地端,本地端拍频探测回传信号,回传信号f1中包含了光纤链路传递引入的相位噪声,即f1=(f0+Δf)±c(f0+Δf)+Δf=(f0+2Δf)±c(f0+Δf),f1与本地射频发射信号f0混频实现和频之后的频率值为(2f0+2Δf)±c(f0+Δf)=(2±c)(f0+Δf)。取该信号一个分量(2+c)(f0+Δf)通过分频锁相反馈控制压控振荡器输出f0,将该信号相位锁定于待传播的频率参考信号Fref,则有(2+c)(f0+Δf)=k×Fref,其中k为分频数。因而远端接收到的信号(f0+Δf)=k×Fref/(2+c),是待传播的频率参考的倍数,不包含光纤链路的噪声。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本地端对激光进行幅度调制后发射至远端,对远地端接收的激光信号再进行移频后反射回本地端,这样使用同一束激光作为载波,能避免由于不同波长传递造成等效光路不对称带来的稳定度指标下降。同时在光纤传输链路中往返传输的微波频率不同,能避免背向反射的干扰,进一步提高传递系统的稳定度指标。
2、利用锁相环技术将参考频率提高到更高的频率,调制到激光上,再利用光纤通信网络来实现长距离时频传播,既能减少信号的衰减,又能保持其稳定度。
3、传递系统中涉及的分频器,鉴相器可选用数字分频器,数字鉴频鉴相器,分频系数和鉴相电荷泵电流极性均可通过单片机编程控制,不用更换器件即可满足不同的频率传递系统的要求。
附图说明
图1为本发明的结构框图;
图2为本地端的第一锁相反馈电路的结构示意图;
图3为远地端的分频模块的结构示意图;
图4为光电转换模块的结构示意图;
图5为光移频半透射半返回模块的第一种可实施方案的结构示意图;
图6为光移频半透射半返回模块的第二种可实施方案的结构示意图;
图7为光移频半透射半返回模块的第三种可实施方案的结构示意图;
图8为实施例2中远地端的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明,下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述,应当理解,此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:
如图1所示,一种频率参考信号传递系统,包括本地端和远地端,本地端包括激光器1、第一光分束器2、第一锁相反馈电路3、光强调制器4、第一压控振荡器5、混频器6、第二光分束器7、以及第一光电转换模块8,远地端包括光移频半透射半返回模块10、第二光电转换模块11、第一分频器12、以及分频模块13,光纤链路9连接本地端和远地端,Fref作为待传递参考信号。
第一光分束器2包括A端口、B端口和C端口,对于第一光分束器2,A端口分别与B端口和C端口内部连通;第二光分束器7包括A端口、B端口、C端口和D端口,对于第二光分束器7,A端口分别与B端口和C端口内部连通,D端口分别与B端口和C端口内部连通;第一压控振荡器5具有2个频率相同,相位差固定的射频输出端口;第二光电转换模块11具有2个相位差固定的射频输出端口。特别的,具有2个相位差固定的射频输出端口的压控振荡器也可用单输出端口的压控振荡器连接功率分配器来实现同样的功能,光电转换模块同理。
本地端的激光器1的输出端连接第一光分束器2的A端口,第一光分束器2的C端口连接光强调制器4的入光端口,第一光分束器2的B端口连接第二光分束器7的B端口,光强调制器4的出光端口连接第二光分束器7的A端口,第二光分束器7的C端口连接光纤链路9的一端,第二光分束器7的D端口连接第一光电转换模块8的光输入端口,第一光电转换模块8的射频信号输出端口连接混频器6的第一输入端口,混频器6的输出端口连接第一锁相反馈电路3的第一输入端口,本地参考信号Fref连接第一锁相反馈电路3的第二输入端口,第一锁相反馈电路3输出端口连接第一压控振荡器5的电压控制端,第一压控振荡器5的第一输出端口连接光强调制器4的调制输入端口,第一压控振荡器5的第二输出端口连接混频器6的第二输入端口。
光纤链路9的另一端连接光移频半透射半返回模块10的光输入端口,光移频半透射半返回模块10的光透射端口连接第二光电转换模块11的入光口,第二光电转换模块11的第一射频输出端连接第一分频器12的输入端口,第一分频器12的输出端口连接光移频半透射半返回模块10的射频驱动输入端口,第二光电转换模块11的第二射频输出端连接分频模块13的输入端口。
如图2所示,为了使传递的射频信号远高于输入的参考信号,从而提高传递信号的可靠性和稳定度,第一锁相反馈电路3包括环路滤波器14、鉴相器15、以及第二分频器16,鉴相部分可由鉴相器15、第二分频器16组成,混频器6的输出端口连接第二分频器16的输入端口,第二分频器16的输出端口连接鉴相器15的第一输入端口,本地参考信号Fref连接鉴相器15的第二输入端口,鉴相器15的输出端口连接环路滤波器14的输入端口,环路滤波器14的输出端口连接第一压控振荡器5的电压控制端。
如图3所示,为了提高输出信号的相噪水平,远地端的分频模块13包括第三分频器17、第二锁相反馈电路18、以及第二压控振荡器19。第二光电转换模块11的第二射频输出端连接第三分频器17的输入端口,第三分频器17的输出端口连接第二锁相反馈电路18的第一输入端口,第二压控振荡器19的第一输出端口连接第二锁相反馈电路18的第二输入端口,第二锁相反馈电路18的输出端口连接第二压控振荡器19的电压控制端,第二压控振荡器19的第二输出端口输出远端参考信号F’ ref。
如图4所示,为了增大光电转换后信号的强度,第一光电转换模块8和第二光电转换模块11均包括依次连接的光电探测传感器20和放大器21。其中光电探测传感器20的输出端口连接放大器21的输入端口。
如图5所示,光移频半透射半返回模块10有三个端口,分别是光输入端口,光透射端口和射频驱动输入端口,光移频半透射半返回模块10实现对部分激光进行频率移动并沿原光纤返回,另一部分激光透射输出至下一模块的功能。光移频半透射半返回模块10的结构可以为如图5所示,由光环行器22,光学移频器23,第三光分束器24组成,其中光环行器22包括A端口、B端口和C端口,对于光环行器22,C端输入从A端口输出,B端输入从C端口输出;第三光分束器24包括A端口、B端口和C端口,对于第三光分束器24,A端口分别与B端口和C端口内部连通。
光纤链路9的另一端连接光环行器22的C端口,光环行器22的A端口连接光学移频器23的入光口,光学移频器23的出光端口连接第三光分束器24的A端口,第一分频器12的输出端口连接光学移频器23的射频驱动输入端口,第三光分束器24的B端口连接光环行器22的B端口,第三光分束器24的C端口连接第二光电转换模块11的光输入端。
光移频半透射半返回模块10的结构也可以如图6所示,组成中,光学移频器23和第三光分束器24的位置可以交换,以实现同样的功能。光学移频器23可放置于第三光分束器24的B端口与光环行器22的B端口之间,光环行器22的A端口与光分束器24的A端口相连。即光纤链路9的另一端连接光环行器22的C端口,光环行器22的A端口连接第三光分束器24的A端口,第三光分束器24的B端口连接光学移频器23的入光口,光学移频器23的出光端口连接光环行器22的B端口,第一分频器12的输出端口连接光学移频器23的射频驱动输入端口,第三光分束器24的C端口连接第二光电转换模块11的光输入端。
光移频半透射半返回模块10的结构也可以如图7所示,组成中,可使用光学移频器23和半透半反器25来实现对部分激光进行频率移动并沿原光纤返回,另部分激光透射输出至下一模块的功能,直接将光学移频器23接到光纤链路9的远地端,光学移频器23的输出端直接接半透半反器25,使得部分激光两次通过光学移频器23并沿原光纤返回本地端。即光纤链路9的另一端连接光学移频器23的入光口,光学移频器23的出光端口连接半透半反器25的入光反射端口,半透半反器25的出光端口连接第二光电转换模块11的光输入端,第一分频器12的输出端口连接光学移频器23的射频驱动输入端口,采用图7所示的结构时,返回光的移频值为2fn,因而本地端提取到的信号值要做相应的修改。
一种微波参考信号传递方法,利用上述微波参考信号传递系统,包括以下步骤:
激光器1的出射激光输入到第一光分束器2的A端口,并经第一光分束器2分为两路,其中一路经第一光分束器2的C端口输出到光强调制器4,光强调制器4将射频发射信号f0调制到激光上并输入到第二光分束器7的A端口,激光从第二光分束器7的C端口输出并通过光纤链路9传递至远地端;另一路经第一光分束器2的B端口输出到第二光分束器7的B端口,与第二光分束器7的C端口输入的远地端返回的光信号在第二光分束器7内拍频提取回传的光信号,再经第二光分束器7的D端口输出到第一光电转换模块8,第一光电转换模块8将第二光分束器7的D端输出的光信号转换成电信号即远端回传信号f1并输出到混频器6,混频器6将射频发射信号f0和远端回传信号f1混频得到远端回传混频信号f2并输出到第一锁相反馈电路3,远端回传混频信号f2包含了发射信号在光纤链路9传递时引入的相位噪声。第一锁相反馈电路3鉴相提取相位噪声量,并反馈控制第一压控振荡器5对射频发射信号f0进行噪声预补偿,完成噪声消除。本地端的第一压控振荡器5产生射频发射信号f0分别输入到光强调制器4和混频器6,光强调制器4将射频发射信号f0作为传递频率信号对自第一分束器2的C端口输入的激光进行幅度调制,并将调制后的激光输出到第二光分束器7的A端口再接入光纤链路9发送至远地端。
本地端调制射频发射信号f0的激光经光纤链路9发送至远地端的光移频半透射半返回模块10的光输入端口,部分激光从光透射端口输出到第二光电转换模块11中,另部分激光根据射频驱动输入端口输入的调制信号fn进行移频并沿光纤链路9返回本地端。第二光电转换模块11对输入的光信号进行转换,产生两路具有固定相位差的射频信号,一路射频信号经过第一分频器12分频后作为调制信号fn输入到光移频半透射半返回模块10;另一路射频信号输出到分频模块13,在远地端恢复出与本地参考信号Fref相位同步的远端参考信号F’ ref。
实施例2:
如图8所示,当传输距离过大,链路衰减严重时,可在光纤链路9的远地端插入光纤放大器26,以提高光信号强度。其他与实施例1相同。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式,但本发明并非局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和都应落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种频率参考信号传递系统,包括本地端,其特征在于,本地端包括激光器(1)、第一光分束器(2)、第一锁相反馈电路(3)、光强调制器(4)、第一压控振荡器(5)、混频器(6)、第二光分束器(7)、以及第一光电转换模块(8),
激光器(1)的输出端连接第一光分束器(2)的A端口,第一光分束器(2)的C端口连接光强调制器(4)的入光端口,第一光分束器(2)的B端口连接第二光分束器(7)的B端口,光强调制器(4)的出光端口连接第二光分束器(7)的A端口,第二光分束器(7)的C端口连接光纤链路(9)的一端,第二光分束器(7)的D端口连接第一光电转换模块(8)的光输入端口,第一光电转换模块(8)的射频信号输出端口连接混频器(6)的第一输入端口,混频器(6)的输出端口连接第一锁相反馈电路(3)的第一输入端口,本地参考信号Fref连接第一锁相反馈电路(3)的第二输入端口,第一锁相反馈电路(3)输出端口连接第一压控振荡器(5)的电压控制端,第一压控振荡器(5)的第一输出端口连接光强调制器(4)的调制输入端口,第一压控振荡器(5)的第二输出端口连接混频器(6)的第二输入端口。
2.根据权利要求1所述的一种频率参考信号传递系统,其特征在于,还包括远地端,远地端包括光移频半透射半返回模块(10)、第二光电转换模块(11)、第一分频器(12)、以及分频模块(13),
光纤链路(9)的另一端连接光移频半透射半返回模块(10)的光输入端口,光移频半透射半返回模块(10)的光透射端口连接第二光电转换模块(11)的入光口,第二光电转换模块(11)的第一射频输出端连接第一分频器(12)的输入端口,第一分频器(12)的输出端口连接光移频半透射半返回模块(10)的射频驱动输入端口,第二光电转换模块(11)的第二射频输出端连接分频模块(13)的输入端口。
3.根据权利要求2所述的一种频率参考信号传递系统,其特征在于,所述第一光分束器(2)包括A端口、B端口和C端口,对于第一光分束器(2),A端口分别与B端口和C端口内部连通;第二光分束器(7)包括A端口、B端口、C端口和D端口,对于第二光分束器(7),A端口分别与B端口和C端口内部连通,D端口分别与B端口和C端口内部连通。
4.根据权利要求3所述的一种频率参考信号传递系统,其特征在于,所述第一锁相反馈电路(3)包括环路滤波器(14)、鉴相器(15)、以及第二分频器(16),
混频器(6)的输出端口连接第二分频器(16)的输入端口,第二分频器(16)的输出端口连接鉴相器(15)的第一输入端口,本地参考信号Fref连接鉴相器(15)的第二输入端口,鉴相器(15)的输出端口连接环路滤波器(14)的输入端口,环路滤波器(14)的输出端口连接第一压控振荡器(5)的电压控制端。
5.根据权利要求3所述的一种频率参考信号传递系统,其特征在于,所述分频模块(13)包括第三分频器(17)、第二锁相反馈电路(18)、以及第二压控振荡器(19),第二光电转换模块(11)的第二射频输出端连接第三分频器(17)的输入端口,第三分频器(17)的输出端口连接第二锁相反馈电路(18)的第一输入端口,第二压控振荡器(19)的第一输出端口连接第二锁相反馈电路(18)的第二输入端口,第二锁相反馈电路(18)的输出端口连接第二压控振荡器(19)的电压控制端,第二压控振荡器(19)的第二输出端口输出远端参考信号F’ ref。
6.根据权利要求3所述的一种频率参考信号传递系统,其特征在于,所述光移频半透射半返回模块(10)包括光环行器(22),光学移频器(23),以及第三光分束器(24),
光环行器(22)包括A端口、B端口和C端口,对于光环行器(22),C端输入从A端口输出,B端输入从C端口输出;第三光分束器(24)包括A端口、B端口和C端口,对于第三光分束器(24),A端口分别与B端口和C端口内部连通,
光纤链路(9)的另一端连接光环行器(22)的C端口,光环行器(22)的A端口连接光学移频器(23)的入光口,光学移频器(23)的出光端口连接第三光分束器(24)的A端口,第一分频器(12)的输出端口连接光学移频器(23)的射频驱动输入端口,第三光分束器(24)的B端口连接光环行器(22)的B端口,第三光分束器(24)的C端口连接第二光电转换模块(11)的光输入端。
7.根据权利要求3所述的一种频率参考信号传递系统,其特征在于,所述光移频半透射半返回模块(10)包括光环行器(22),光学移频器(23),以及第三光分束器(24),
光环行器(22)包括A端口、B端口和C端口,对于光环行器(22),C端输入从A端口输出,B端输入从C端口输出;第三光分束器(24)包括A端口、B端口和C端口,对于第三光分束器(24),A端口分别与B端口和C端口内部连通,
光纤链路(9)的另一端连接光环行器(22)的C端口,光环行器(22)的A端口连接第三光分束器(24)的A端口,第三光分束器(24)的B端口连接光学移频器(23)的入光口,光学移频器(23)的出光端口连接光环行器(22)的B端口,第一分频器(12)的输出端口连接光学移频器(23)的射频驱动输入端口,第三光分束器(24)的C端口连接第二光电转换模块(11)的光输入端。
8.根据权利要求3所述的一种频率参考信号传递系统,其特征在于,所述光移频半透射半返回模块(10)包括光学移频器(23)和半透半反器(25),
光纤链路(9)的另一端连接光学移频器(23)的入光口,光学移频器(23)的出光端口连接半透半反器(25)的入光反射端口,半透半反器(25)的出光端口连接第二光电转换模块(11)的光输入端,第一分频器(12)的输出端口连接光学移频器(23)的射频驱动输入端口。
9.根据权利要求3所述的一种频率参考信号传递系统,其特征在于,所述光纤链路(9)通过光纤放大器(26)与光移频半透射半返回模块(10)的光输入端口连接。
10.一种微波参考信号传递方法,利用上述权利要求3所述一种微波参考信号传递装置,其特征在于,包括以下步骤:
激光器(1)的出射激光输入到第一光分束器(2)的A端口,并经第一光分束器(2)分为两路,其中一路经第一光分束器(2)的C端口输出到光强调制器(4),光强调制器(4)将射频发射信号f0调制到激光上并输入到第二光分束器(7)的A端口,激光从第二光分束器(7)的C端口输出并通过光纤链路(9)传递至远地端;另一路经第一光分束器(2)的B端口输出到第二光分束器(7)的B端口,与第二光分束器(7)的C端口输入的远地端返回的光信号在第二光分束器(7)内拍频提取回传的光信号,再经第二光分束器(7)的D端口输出到第一光电转换模块(8),第一光电转换模块(8)将第二光分束器(7)的D端输出的光信号转换成电信号即远端回传信号f1并输出到混频器(6),混频器(6)将射频发射信号f0和远端回传信号f1混频得到远端回传混频信号f2并输出到第一锁相反馈电路(3),第一锁相反馈电路(3)鉴相提取相位噪声量,并反馈控制第一压控振荡器(5)对射频发射信号f0进行噪声预补偿,完成噪声消除,本地端的第一压控振荡器(5)产生射频发射信号f0分别输入到光强调制器(4)和混频器(6),光强调制器(4)将射频发射信号f0作为传递频率信号对自第一光分束器(2)的C端口输入的激光进行幅度调制,并将调制后的激光输出到第二光分束器(7)的A端口再接入光纤链路(9)发送至远地端,
本地端调制射频发射信号f0的激光经光纤链路(9)发送至远地端的光移频半透射半返回模块(10)的光输入端口,部分激光从光透射端口输出到第二光电转换模块(11)中,另部分激光根据射频驱动输入端口输入的调制信号fn进行移频并沿光纤链路(9)返回本地端,第二光电转换模块(11)对输入的光信号进行转换,产生两路具有固定相位差的射频信号,一路射频信号经过第一分频器(12)分频后作为调制信号fn输入到光移频半透射半返回模块(10);另一路射频信号输出到分频模块(13),在远地端恢复出与本地参考信号Fref相位同步的远端参考信号F’ ref。
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