CN115632718B - 光纤射频信号稳定传输系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种光纤射频信号稳定传输系统,通过光纤链路将本地端设备对单频激光源进行移频形成的移频信号传输至远端设备,因为单频激光源比较稳定,所以保障了利用光纤链路将移频信号传输至远端设备过程中移频信号传输的稳定度,再通过光纤链路将移频信号在远端设备经过反射得到的反射信号传输至本地设备,利用本地设备的被动相噪补偿模块对反射信号进行相位噪声补偿计算得到的补偿信息对移频信号进行相位补偿,以消除移频信号经光纤链路单次传递到远端设备的相位抖动,并将补偿后信号经光纤链路传输至远端设备,利用远端设备对经过补偿后信号进行拍频,将补偿后信号转换成具有广泛应用需求的射频信号输出。

Description

光纤射频信号稳定传输系统
技术领域
本申请涉及信号传输技术领域,尤其涉及一种光纤射频信号稳定传输系统。
背景技术
基于光纤的高精度射频传递技术包括光频直传、光学频率梳和射频传递。其中,光频直传是直接在光纤中传递窄线宽激光源发出的单频光,对于用户端来说,其使用时需要利用价格昂贵的光学频率梳与其拍频“下载”到射频频段。光学频率梳以及射频传递则可以通过光电探测的方式直接得到电信号供用户端使用。射频传递方式可以直接传递原子钟的信号并用于远距离比对,标准射频信号在目前应用领域中的需求最为广泛。然而,当光纤链路受到外界温度、振动等环境参数变化的影响时,光程将发生变化,从而导致在光纤中传递的频率信号携带时延抖动,从而引入相位抖动。因此,要实现频率信号在光纤中稳定传递,最关键的就是测量并消除由环境变化引起的信号相位抖动,即信号相位噪声补偿。
当前高精度频率传递技术面临两个瓶颈问题,一是相位噪声主动补偿反馈带宽受限于光纤链路单向时延。随着光纤链路的加长,主动补偿带宽降低,相噪补偿范围受限,当存在较大相位抖动时容易造成反馈失效。二是频率稳定受限于远端探测到的信号信噪比。光频直传以及光学频率梳传递由于其信号源具有较高的信噪比以及鉴相时具有高的相位分辨率,因而其传递优于射频传递方法。射频信号需要通过强度调制加载到光载波上进行传递,由于调制深度有限,导致边带信噪比较差,降低了频率传递稳定度。
基于上述情况,亟待解决的问题为:如何充分发挥光频的高信噪比优势用来传递具有广泛应用需求的射频信号,并且能够兼顾系统补偿范围不受反馈带宽的限制。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提出一种光射频信号稳定传输系统,用以解决或部分解决上述技术问题。
基于上述目的,本申请提供了一种光纤射频信号稳定传输系统,包括:通过光纤链路连接的本地端设备和远端设备,所述本地端设备包括被动相噪补偿模块,
所述本地端设备被配置为,对单频激光源进行移频,以形成移频信号,并将所述移频信号经所述光纤链路传输至所述远端设备;
所述远端设备被配置为,接收所述本地端设备传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,以得到反射信号,并将所述反射信号通过所述光纤链路传输至所述被动相噪补偿模块;
所述被动相噪补偿模块被配置为,接收所述远端设备传输的所述反射信号,利用所述反射信号进行相位噪声补偿计算,得到补偿信息,并利用所述补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到补偿后信号,并将所述补偿后信号经所述光纤链路传输至远端设备,以通过所述远端设备进行拍频,将所述补偿后信号转换成射频信号输出。
可选的,所述本地端设备包括:所述本地端设备包括:单频激光源、马赫增德尔干涉仪、移频系统、第一声光调制器、第一法拉第反射镜、迈克尔逊干涉仪,
单频激光源输出端连接马赫增德尔干涉仪的输入端,马赫增德尔干涉仪的输出端连接移频系统的输入端,移频系统输出端连接迈克尔逊干涉仪长臂,迈克尔逊干涉仪长臂的输出端连接第一声光调制器,第一声光调制器的光接口连接光纤链路,迈克尔逊干涉仪短臂输出端连接第一法拉第反射镜输入端,移频系统输入端连接被动相噪补偿模块输出端;
所述单频激光源被配置为,为所述马赫增德尔干涉仪提供单频激光源;
所述马赫增德尔干涉仪被配置为,接收所述单频激光源发出的光信号,并将所述单频激光源发出的光信号发送至所述移频系统;
所述移频系统被配置为,接收所述马赫增德尔干涉仪发送的单频激光源,对所述单频激光源进行移频,得到移频信号,并将所述移频信号传输至所述迈克尔逊干涉仪长臂和短臂;
所述迈克尔逊干涉仪被配置为,接收所述移频系统传输的移频信号,并通过所述迈克尔逊干涉仪长臂将所述移频信号传输至所述第一声光调制器,通过所述迈克尔逊干涉仪短臂输出至所述第一法拉第反射镜;
所述第一声光调制器被配置为,接收所述迈克尔逊干涉仪长臂传输的移频信号,并将所述移频信号输出至所述光纤链路,以通过所述光纤链路将所述移频信号传输至所述远端设备;
所述第一法拉第反射镜被配置为,接收所述迈克尔逊干涉仪短臂传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,得到本地反射信号,并将所述本地反射信号传输至所述被动相噪补偿模块。
可选的,所述移频系统包括:移频模块、第二声光调制器、第三声光调制器,
所述移频模块输入端连接所述马赫增德尔干涉仪的上臂输出端,所述移频模块输出端连接所述第二声光调制器输入端,所述第二声光调制器输出端连接所述马赫增德尔干涉仪上臂输入端,所述第三声光调制器输入端连接所述马赫增德尔干涉仪的下臂输出端,所述第三声光调制器输出端连接所述马赫增德尔干涉仪下臂输入端;
所述移频模块被配置为,接收所述所述马赫增德尔干涉仪的上臂传输的经过将所述单频激光源进行光信号划分得到的所述第一光信号,对所述第一光信号进行移频,得到初步移频信号,并将所述初步移频信号传输至所述第二声光调制器;
所述第二声光调制器被配置为,接收所述移频模块传输的初步移频信号,对所述初步移频信号进行移频,得到第一移频信号,并将所述第一移频信号传输至所述迈克尔逊干涉仪;
所述第三声光调制器被配置为,接收所述马赫增德尔干涉仪的下臂传输的经过将所述单频激光源进行光信号划分得到的所述第二光信号,对所述第二光信号进行移频,得到第二移频信号,并将所述第二移频信号传输至所述迈克尔逊干涉仪。
可选的,所述远端设备包括:第四声光调制器、第二法拉第反射镜、第二光电探测器,
第四声光调制器的光接口连接光纤链路,第四声光调制器输出端连接第二法拉第反射镜输入端和第二光电探测器的输入端,第四声光调制器输入端连接第二法拉第反射镜输出端。
所述第四声光调制器被配置为,接收所述第一声光调制器经所述光纤链路传输的所述移频信号,根据接收的第二辅助信号源对所述移频信号进行移频,得到经过移频处理的移频信号,并将所述经过移频处理的移频信号发送至所述第二法拉第反射镜和所述第二声光探测器;
所述第二法拉第反射镜被配置为,接收所述第四声光调制器传输的所述经过移频处理的移频信号,对所述经过移频处理的移频信号进行反射,得到反射信号,并将所述反射信号传输至所述第四声光调制器,以供所述第四声光调制器将所述反射信号通过所述光纤链路传输至所述被动相噪补偿模块;
所述第二光电探测器被配置为,接收所述第四声光调制器发送的所述经过移频处理的移频信号,对所述过移频处理的移频信号进行拍频,得到射频信号,并将所述射频信号输出。
可选的,所述被动相噪补偿模块包括:参考信号源、混频器系统、倍频器、分频器系统、第一电滤波器系统、第二电滤波器系统、第一光电探测器,
参考信号源输出端分别连接倍频器输入端和混频器系统输入端,混频器系统输出端连接第一电滤波器系统输入端,混频器系统输入端连接分频器系统输出端,分频器系统输入端连接第二电滤波器系统输出端,第二电滤波器系统输入端连接第一光电探测器输出端;
所述第一光电探测器被配置为,对所述远端设备传输的所述反射信号进行拍频,得到多个拍频信号,并将所述多个拍频信号输出至所述第二电滤波器系统;
所述第二电滤波器系统被配置为,接收所述第一光电探测器输出的所述多个拍频信号,对所述多个拍频信号进行滤波,得到系统电信号,并将所述系统电信号发送至所述分频器系统;
所述分频器系统被配置为,接收所述第二电滤波器系统输出的所述系统电信号,对所述系统电信号进行降频,得到降频系统电信号,并将所述降频系统电信号输出至所述混频器系统;
所述参考信号源被配置为,为所述混频器系统和所述倍频器提供参考信号源;
所述混频器系统被配置为,接收所述分频器系统输出的所述降频系统电信号,对所述降频系统电信号和所述参考信号源进行混频,得到混频信号,并将所述混频信号输出至所述第一电滤波器系统;
所述第一电滤波器系统被配置为,接收所述混频器系统输出的所述混频信号,对所述混频信号进行滤波,得到滤波混频电信号,并将所述滤波混频电信号发送至所述移频系统,以供所述移频系统根据所述滤波混频电信号进行相位噪声补偿计算,得到补偿信息,并利用所述补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到补偿后信号,并将所述补偿后信号经所述光纤链路传输至远端设备;
所述倍频器被配置为,对接收的所述参考信号源进行升频,得到升频信号,并将所述升频信号发送至所述移频系统,以供所述移频系统根据所述升频信号进行移频。
可选的,所述第二电滤波器系统包括:第一电滤波器和第二电滤波器,
第一电滤波器和第二电滤波器输入端连接所述第一光电探测器输出端,第一电滤波器输出端连接所述分频器系统输入端,第二电滤波器输出端连接所述所述分频器系统输入端,
所述第一电滤波器被配置为,接收所述第一光电探测器输出的所述多个拍频信号,对所述多个拍频信号进行滤波,得到系统电信号E3,并将所述系统电信号E3发送至所述分频器系统;
所述第二电滤波器被配置为,接收所述第一光电探测器输出的所述多个拍频信号,对所述多个拍频信号进行滤波,得到系统电信号E4,并将所述系统电信号E4发送至所述分频器系统。
可选的,所述分频器系统包括:第一分频器、第二分频器,
所述第一分频器输入端连接所述第一电滤波器输出端,所述第二分频器输入端连接所述第二电滤波器输出端,所述第一分频器输出端连接所述混频器系统输入端,所述第二分频器输出端连接所述混频器系统输入端;
所述第一分频器被配置为,接收所述第一电滤波器输出的所述系统电信号E3,对所述系统电信号E3进行降频,得到降频系统电信号E7,并将所述降频系统电信号E7输出至所述混频器系统;
所述第二分频器被配置为,接收所述第二电滤波器输出的所述系统电信号E4,对所述系统电信号E4进行降频,得到降频系统电信号E8,并将所述降频系统电信号E8输出至所述混频器系统。
可选的,所述混频器系统包括:第一混频器、第二混频器,
第一混频器输入端连接所述第一分频器输出端和所述参考信号源输出端,第二混频器输入端连接所述第二分频器输出端和所述参考信号源输出端,
所述第一混频器被配置为,接收所述第一分频器输出的所述降频系统电信号E7,对所述降频系统电信号E7和所述参考信号源进行混频,得到第一混频信号,并将所述第一混频信号输出至所述第一电滤波器系统;
所述第二混频器被配置为,接收所述第二分频器输出的所述降频系统电信号E8,对所述降频系统电信号E8和所述参考信号源进行混频,得到第二混频信号,并将所述第二混频信号输出至所述第一电滤波器系统。
可选的,所述第一电滤波器系统包括:第三电滤波器和第四电滤波器,
第三电滤波器输入端连接第一混频器输出端,第三电滤波器输出端连接所述第二声光调制器输入端,第四电滤波器输入端连接第二混频器输出端,第四电滤波器输出端连接所述第三声光调制器输入端;
所述第三电滤波器被配置为,接收所述第一混频器输出的所述第一混频信号,对所述第一混频信号进行滤波,得到滤波混频电信号E9,并将所述滤波混频电信号E9发送至所述第二声光调制器,以供所述第二声光调制器根据所述滤波混频电信号E9进行相位噪声补偿计算,得到第一补偿信息,并利用所述第一补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到第一补偿后信号,并将所述第一补偿后信号传输至所述第一声光调制器;
所述第四电滤波器被配置为,接收所述第二混频器输出的所述第二混频信号,对所述第二混频信号进行滤波,得到滤波混频电信号E10,并将所述滤波混频电信号E10发送至所述第三声光调制器,以供所述第三声光调制器根据所述滤波混频电信号E10进行相位噪声补偿计算,得到第二补偿信息,并利用所述第二补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到第二补偿后信号,并将所述第二补偿后信号传输至所述第一声光调制器;
其中,将所述第一补偿后信号和所述第二补偿后信号作为补偿后信号,以供所述第一声光调制器将所述补偿信号传输至所述远端设备。
可选的,所述系统还包括:光环形器系统和光学相位共轭色散补偿系统,所述光环形器系统包括第一光环形器和第二光环形器,所述光学相位共轭色散补偿系统包括第一光学相位共轭色散补偿模块和第二光学相位共轭色散补偿模块,
第一光环形器输出端连接第一光学相位共轭色散补偿模块输入端,第一光学相位共轭色散补偿模块输出端连接第二光环形器输入端,第二光环形器输出端连接第二光学相位共轭色散补偿模块输入端,第二光学相位共轭色散补偿模块输出端连接第一光环形器输入端,第一光环形器与光纤链路连接,第二光环形器与光纤链路连接,其中,与第二光环形器连接的光纤链路连接所述远端设备,与第一光环形器连接的光纤链路连接所述本地端设备。
所述第一光环形器被配置为,将所述本地端设备经所述光纤链路传输的所述移频信号传输至所述第一光学相位共轭色散补偿模块,将所述第二光学相位共轭色散补偿模块输出的反射信号经所述光纤链路传输至所述本地端设备;
所述第二光环形器被配置为,将所述第一光学相位共轭色散补偿模块输出的移频信号经所述光纤链路传输至所述远端设备,将所述远端设备经所述光纤链路传输的所述反射信号传输至所述第二光学相位共轭色散补偿模块;
所述第一光学相位共轭色散补偿模块被配置为,接收所述第一光环形器传输的所述移频信号,对所述移频信号进行色散补偿,将经过散补偿的移频信号输出至所述第二光环形器;
所述第二光学相位共轭色散补偿模块被配置为,接收所述第二光环形器传输的所述反射信号,对所述反射信号进行色散补偿,将经过散补偿的反射信号输出至所述第一光环形器。
从上面所述可以看出,本申请提供的光纤射频信号稳定传输系统,通过光纤链路将本地端设备对单频激光源进行移频形成的移频信号传输至远端设备,因为单频激光源比较稳定,所以保障了利用光纤链路将移频信号传输至远端设备过程中移频信号传输的稳定度,再通过光纤链路将移频信号在远端设备经过反射得到的反射信号传输至本地设备,利用本地设备的被动相噪补偿模块对反射信号进行相位噪声补偿计算得到的补偿信息对移频信号进行相位补偿,以消除移频信号经光纤链路单次传递到远端设备的相位抖动,得到经过相位补偿的补偿后信号,并将补偿后信号经光纤链路传输至远端设备,利用远端设备对经过补偿后信号进行拍频,将补偿后信号转换成具有广泛应用需求的射频信号输出。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的光纤射频信号稳定传输系统结构示意图;
图2为本申请实施例的本地端设备结构示意图;
图3为本申请实施例的远端设备结构示意图;
图4为本申请实施例的被动相噪补偿模块结构示意图;
图5为本申请另一个实施例的光纤射频信号稳定传输系统结构示意图。
图中:
1、本地端设备;1-1、被动相噪补偿模块;1-2、单频激光源;1-3、移频系统、;1-31、移频模块;1-32、第二声光调制器;1-33、第三声光调制器;1-34、第一声光调制器;1-4、第一法拉第反射镜;1-5、马赫增德尔干涉仪;1-6、迈克尔逊干涉仪;1-11、参考信号源;1-12、倍频器;1-13、第一光电探测器;1-14、第二电滤波系统;1-141、第一电滤波器;1-142、第二电滤波器;1-15、第一电滤波系统;1-151、第三电滤波器;1-152、第四电滤波器;1-16、分频器系统;1-161、第一分频器;1-162、第二分频器;1-17、混频器系统;1-171、第一混频器;1-172、第二混频器;
2、远端设备;2-1、第四声光调制器;2-2、第二法拉第反射镜;2-3、第二光电探测器;
3、光纤链路;
4、光学相位共轭色散补偿系统;4-1、第一光学相位共轭色散补偿模块;4-2、第二光学相位共轭色散补偿模块;
5、光环形器系统;5-1、第一光环形器;5-2、第二光环形器。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本申请进一步详细说明。
需要说明的是,除非另外定义,本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
相关技术中高精度频率传递技术的相位噪声主动补偿反馈带宽受限于光纤链路单向时延。随着光纤链路的加长,主动补偿带宽降低,相噪补偿范围受限,当存在较大相位抖动时容易造成反馈失效。此外,频率稳定受限于远端探测到的信号信噪比。光频直传以及光学频率梳传递由于其信号源具有较高的信噪比以及鉴相时具有高的相位分辨率,因而其传递优于射频传递方法。射频信号需要通过强度调制加载到光载波上进行传递,由于调制深度有限,导致边带信噪比较差,降低了频率传递稳定度。
基于上述描述,本申请的实施例提供一种光纤射频信号稳定传输系统。
如图1所示,该光纤射频信号稳定传输系统包括:通过光纤链路3连接的本地端设备1和远端设备2,所述本地端设备1包括被动相噪补偿模块1-1,
所述本地端设备1被配置为,对单频激光源1-2进行移频,以形成移频信号,并将所述移频信号经所述光纤链路3传输至所述远端设备2;
所述远端设备2被配置为,接收所述本地端设备1传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,以得到反射信号,并将所述反射信号通过所述光纤链路3传输至所述被动相噪补偿模块1-1;
所述被动相噪补偿模块1-1被配置为,接收所述远端设备2传输的所述反射信号,利用所述反射信号进行相位噪声补偿计算,得到补偿信息,并利用所述补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到补偿后信号,并将所述补偿后信号经所述光纤链路3传输至远端设备2,以通过所述远端设备2进行拍频,将所述补偿后信号转换成射频信号输出。
具体实施时,远端设备2将接收的经过本地端设备1对单频激光源1-2进行移频得到的移频信号经过反射,经光纤链路3将反射信号传本地端设备1,通过本地端设备1的被动相噪补偿模块1-1利用反射信号进行相位补偿计算,得到补偿信息,利用补偿信息对移频信号进行相位补偿,这样就能够消除移频信号经光纤链路单次传递到远端设备2的相位抖动。
通过上述方案,利用被动相噪补偿模块1-1根据反射信号进行补偿计算,通过得到的补偿信息对对移频信号进行相位补偿,就能够消除移频信号经光纤链路3单次传递到远端设备的相位抖动,具有无限补偿范围,不受反馈带宽和反馈范围限制,无需任何比例积分控制算法,并且规避了射频频率传递系统在高频振动下失锁风险,增加系统相噪补偿范围的同时也提升了系统的鲁棒性。
在一些实施例中,如图2所示,所述本地端设备1包括:单频激光源1-2、马赫增德尔干涉仪1-5、移频系统1-3、第一声光调制器1-34、第一法拉第反射镜1-4、迈克尔逊干涉仪1-6,
单频激光源1-2输出端连接马赫增德尔干涉仪1-5的输入端,马赫增德尔干涉仪1-5的输出端连接移频系统1-3的输入端,移频系统1-3输出端连接迈克尔逊干涉仪1-6长臂,迈克尔逊干涉仪1-6长臂的输出端连接第一声光调制器1-34输入端,第一声光调制器1-34的光接口连接光纤链路3,迈克尔逊干涉仪1-6短臂输出端连接第一法拉第反射镜1-4输入端,移频系统1-3输入端连接被动相噪补偿模块1-1输出端;
所述单频激光源1-2被配置为,为所述马赫增德尔干涉仪1-5提供单频激光源1-2;
所述马赫增德尔干涉仪1-5被配置为,接收所述单频激光源1-2,并将所述单频激光源1-2发送至所述移频系统1-3;
所述移频系统1-3被配置为,接收所述马赫增德尔干涉仪1-5发送的单频激光源1-2,对所述单频激光源1-2进行移频,得到移频信号,并将所述移频信号传输至所述迈克尔逊干涉仪1-6长臂和短臂;
所述迈克尔逊干涉仪1-6被配置为,接收所述移频系统1-3传输的移频信号,并通过所述迈克尔逊干涉仪1-6长臂将所述移频信号传输出至所述第一声光调制器1-34,通过所述迈克尔逊干涉仪1-6短臂输出至所述第一法拉第反射镜1-4;
所述第一声光调制器1-34被配置为,接收所述迈克尔逊干涉仪1-6长臂传输的移频信号,并将所述移频信号输出至所述光纤链路3,以通过所述光纤链路3将所述移频信号传输至所述远端设备2;
所述第一法拉第反射镜1-4被配置为,接收所述迈克尔逊干涉仪1-6短臂传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,得到本地反射信号,并将所述本地反射信号传输至所述被动相噪补偿模块1-1。
具体实施时,本地端设备1对单频激光源1-2进行移频,通过光纤链路3将形成的移频信号传输至远端设备2,因为单频激光源1-2比较稳定,所以保障了利用光纤链路3将移频信号传输至远端设备2过程中移频信号传输的稳定度,最终再利用远端设备2进行拍频转换为射频信号输出,避免了射频信号传输的不稳定性。
在一些实施例中,如图2所示,所述移频系统1-3包括:移频模块1-31、第二声光调制器1-32、第三声光调制器1-33,
所述移频模块1-31输入端连接所述马赫增德尔干涉仪1-5的上臂输出端,所述移频模块1-31输出端连接所述第二声光调制器1-32输入端,所述第二声光调制器1-32输出端连接所述马赫增德尔干涉仪1-5上臂输入端,所述第三声光调制器1-33输入端连接所述马赫增德尔干涉仪1-5的下臂输出端,所述第三声光调制器1-33输出端连接所述马赫增德尔干涉仪1-5下臂输入端;
所述移频模块1-31被配置为,接收所述所述马赫增德尔干涉仪1-5的上臂传输的经过将所述单频激光源1-2进行光信号划分得到的所述第一光信号,对所述第一光信号进行移频,得到初步移频信号,并将所述初步移频信号传输至所述第二声光调制器1-32;
所述第二声光调制器1-32被配置为,接收所述移频模块1-31传输的初步移频信号,对所述初步移频信号进行移频,得到第一移频信号,并将所述第一移频信号传输至所述迈克尔逊干涉仪1-6;
所述第三声光调制器1-33被配置为,接收所述马赫增德尔干涉仪1-5的下臂传输的经过将所述单频激光源1-2进行光信号划分得到的所述第二光信号,对所述第二光信号进行移频,得到第二移频信号,并将所述第二移频信号传输至所述迈克尔逊干涉仪1-6。
具体实施时,第一光信号通过移频模块1-31和第二声光调制器1-32进行移频,第二光信号通过第三声光调制器1-33进行移频,第一光信号相比第二光信号利用了移频模块1-31,使得得到的第一移频信号和第二移频信号能够存在频率差。
在一些实施例中,如图3所示,所述远端设备2包括:第四声光调制器2-1、第二法拉第反射镜2-2、第二光电探测器2-3,
第四声光调制器2-1的光接口连接光纤链路3,第四声光调制器2-1输出端连接第二法拉第反射镜2-2输入端和第二光电探测器2-3的输入端,第四声光调制器2-1输入端连接第二法拉第反射镜2-2输出端。
所述第四声光调制器2-1被配置为,接收所述第一声光调制器1-34经所述光纤链路3传输的所述移频信号,根据接收的第二辅助信号源对所述移频信号进行移频,得到经过移频处理的移频信号,并将所述经过移频处理的移频信号发送至所述第二法拉第反射镜2-2和所述第二声光探测器2-3;
所述第二法拉第反射镜2-2被配置为,接收所述第四声光调制器2-1传输的所述经过移频处理的移频信号,对所述经过移频处理的移频信号进行反射,得到反射信号,并将所述反射信号传输至所述第四声光调制器2-1,以供所述第四声光调制器2-1将所述反射信号通过所述光纤链路3传输至所述被动相噪补偿模块1-1;
所述第二光电探测器2-3被配置为,接收所述第四声光调制器2-1发送的所述经过移频处理的移频信号,对所述过移频处理的移频信号进行拍频,得到射频信号,并将所述射频信号输出。
具体实施时,利用第二法拉第反射镜2-2对第四声光调制器2-1输出的移频信号进行反射,得到反射信号,并通过第四声光调制器2-1将反射信号传回本地端设备1,移频信号中未被反射的信号经过第二光电探测器2-3进行拍频,得到相应频率的射频信号,并将射频信号稳定输出。
在一些实施例中,如图4所示,所述被动相噪补偿模块1-1包括:参考信号源1-11、混频器系统1-17、倍频器1-12、分频器系统1-16、第一电滤波器系统1-14、第二电滤波器系统1-15、第一光电探测器1-13,
参考信号源1-11输出端分别连接倍频器1-12输入端和混频器系统1-17输入端,混频器系统1-17输出端连接第一电滤波器系统1-14输入端,混频器系统1-17输入端连接分频器系统1-16输出端,分频器系统1-16输入端连接第二电滤波器系统1-15输出端,第二电滤波器系统1-15输入端连接第一光电探测器1-13输出端;
所述第一光电探测器1-13被配置为,对所述远端设备2传输的所述反射信号进行拍频,得到多个拍频信号,并将所述多个拍频信号输出至所述第二电滤波器系统1-14;
所述第二电滤波器系统1-14被配置为,接收所述第一光电探测器1-13输出的所述多个拍频信号,对所述多个拍频信号进行滤波,得到系统电信号,并将所述系统电信号发送至所述分频器系统1-16;
所述分频器系统1-16被配置为,接收所述第二电滤波器系统1-14输出的所述系统电信号,对所述系统电信号进行降频,得到降频系统电信号,并将所述降频系统电信号输出至所述混频器系统1-17;
所述参考信号源1-11被配置为,为所述混频器系统1-17和所述倍频器1-12提供参考信号源1-11;
所述混频器系统1-17被配置为,接收所述分频器系统1-16输出的所述降频系统电信号,对所述降频系统电信号和所述参考信号源1-11进行混频,得到混频信号,并将所述混频信号输出至所述第一电滤波器系统1-15;
所述第一电滤波器系统1-15被配置为,接收所述混频器系统1-17输出的所述混频信号,对所述混频信号进行滤波,得到滤波混频电信号,并将所述滤波混频电信号发送至所述移频系统1-3,以供所述移频系统1-3根据所述滤波混频电信号进行相位噪声补偿计算,得到补偿信息,并利用所述补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到补偿后信号,并将所述补偿后信号经所述光纤链路传输至远端设备2;
所述倍频器1-12被配置为,对接收的所述参考信号源1-11进行升频,得到升频信号,并将所述升频信号发送至所述移频系统1-3,以供所述移频系统1-3根据所述升频信号进行移频。
具体实施时,利用被动相噪补偿模块1-1接收远端设备2传递回来的反射信号,并结合第一法拉第反光镜1-4反射的信号进行相位噪声补偿计算,获取补偿信息。
例如,单频激光源频率为f0,第一光信号经移频模块1-31对其移频量为fd,则经过本地端设备1的第一法拉第反射镜1-4反射回来的信号频率为f0和f0+fd。第一光信号和第二光信号经过光纤链路3在本地端设备1和远端设备2中往返传递,分别两次经过第一声光调制器1-34和第四声光调制器2-1进行移频,光纤链路两端放置的第一声光调制器1-34和第四声光调制器2-1是为了阻止光纤链路中后向散射光对信号光造成干扰,假设第四声光调制器2-1的移频量为fa,工作在-1阶移频模式(即降低对应经过第四声光调制器2-1的信号的频率),第一声光调制器1-34的移频量为2fa,工作在+1阶移频模式(即增加对应经过第一声光调制器1-34的信号的频率),因此,当光纤链路时延抖动为Δτ时,往返传递后的反射信号携带的相位抖动量分别为:
以上往返传递回来的反射信号和本地端设备1的第一法拉第反射镜1-4反射回来的信号进行拍频,通过第一光电探测器1-13输出得到的拍频信号,即:
E1(t)=cos[2πfdt+2π(f0+fd+2fa)Δτ+2π(f0+fd+2fa-2fa)Δτ
-2π(f0+2fa)Δτ-2π(f0+2fa-2fa)Δτ]
E2(t)=cos[2π2fat+2π(f0+fd+2fa)Δτ+2π(f0+fd+2fa-2fa)Δτ]
E3(t)=cos[2π(fd+2fa)t+2π(f0+fd+2fa)Δτ+2π(f0+fd+2fa-2fa)Δτ]
E4(t)=cos[2π(fd-2fa)t-2π(f0+2fa)Δτ-2π(f0+2fa-2fa)Δτ]
E5(t)=cos[2π2fat+2π(f0+2fa)Δτ+2π(f0+2fa-2fa)Δτ]
E6(t)=cos2πfdt
利用第二电滤波器系统1-4对上述拍频信号进行滤波,得到系统电信号,再经过分频器系统1-16进行降频得到降频系统电信号,即:
E7(t)=cos[π(fd+2fa)t+π(f0+fd+2fa)Δτ+π(f0+fd+2fa-2fa)Δτ]
E8(t)=cos[π(fd-2fa)t-π(f0+2fa)Δτ-π(f0+2fa-2fa)Δτ]
再利用混频器系统对降频系统电信号和参考信号源1-11进行混频,经过第一电滤波器系统进行过滤,得到滤波混频电信号,即:
E9(t)=cos[2πfat+π(f0+fd+2fa)Δτ+π(f0+fd+2fa-2fa)Δτ]
E10(t)=cos[2πfat+π(f0+2fa)Δτ+π(f0+2fa-2fa)Δτ]
将滤波混频电信号E9发送至第二声光调制器1-32,将滤波混频电信号E10发送至第三声光调制器1-33,其工作模式均在-1阶移频模式,则得到相位抖动量为:
的绝对值为/>的一半,表示信号经光纤链路往返传递携带的相位抖动的一半。利用/>(即补偿信息)对移频信号进行补偿,得到补偿后信号,当补偿后的信号再次传递到远端设备2时,将抵消信号经光纤链路单次传递携带的相位抖动,远端设备2得到相位稳定的频率信号,远端设备2的第二光电探测器2-3探出拍频后的信号的频率值为fd,实现稳定射频信号传递。
在一些实施例中,如图4所示,所述第二电滤波器系统1-4包括:第一电滤波器1-141和第二电滤波器1-142,
第一电滤波器1-141和第二电滤波器1-142输入端连接所述第一光电探测器1-13输出端,第一电滤波器1-141输出端连接所述分频器系统1-16输入端,第二电滤波器1-142输出端连接所述所述分频器系统1-16输入端,
所述第一电滤波器1-141被配置为,接收所述第一光电探测器1-13输出的所述多个拍频信号,对所述多个拍频信号进行滤波,得到系统电信号E3,并将所述系统电信号E3发送至所述分频器系统1-16;
所述第二电滤波器1-142被配置为,接收所述第一光电探测器1-13输出的所述多个拍频信号,对所述多个拍频信号进行滤波,得到系统电信号E4,并将所述系统电信号E4发送至所述分频器系统1-16。
具体实施时,例如利用中心频率为fd+2fa和fd-2fa的第一电滤波器1-141和第二电滤波器1-142对多个拍频信号进行滤波,滤出对应频率的系统信号E3和系统电信号E4,即:
E3(t)=cos[2π(fd+2fa)t+2π(f0+fd+2fa)Δτ+2π(f0+fd+2fa-2fa)Δτ]
E4(t)=cos[2π(fd-2fa)t-2π(f0+2fa)Δτ-2π(f0+2fa-2fa)Δτ]。
在一些实施例中,如图4所示,所述分频器系统1-16包括:第一分频器1-161、第二分频器1-162,
所述第一分频器1-161输入端连接所述第一电滤波器1-141输出端,所述第二分频器1-162输入端连接所述第二电滤波器1-142输出端,所述第一分频器1-161输出端连接所述混频器系统1-17输入端,所述第二分频器1-162输出端连接所述混频器系统1-17输入端;
所述第一分频器1-161被配置为,接收所述第一电滤波器1-141输出的所述系统电信号E3,对所述系统电信号E3进行降频,得到降频系统电信号E7,并将所述降频系统电信号E7输出至所述混频器系统1-17;
所述第二分频器1-162被配置为,接收所述第二电滤波器1-142输出的所述系统电信号E4,对所述系统电信号E4进行降频,得到降频系统电信号E8,并将所述降频系统电信号E8输出至所述混频器系统1-17。
具体实施时,例如,利用第一分频器1-161、第二分频器1-162对系统信号E3和系统电信号E4进行降频,得到降频系统电信号E7和降频系统电信号E8,即:
E7(t)=cos[π(fd+2fa)t+π(f0+fd+2fa)Δτ+π(f0+fd+2fa-2fa)Δτ]
E8(t)=cos[π(fd-2fa)t-π(f0+2fa)Δτ-π(f0+2fa-2fa)Δτ]。
在一些实施例中,如图4所示,所述混频器系统1-17包括:第一混频器1-171、第二混频器1-172,
第一混频器1-171输入端连接所述第一分频器1-161输出端和所述参考信号源1-11输出端,第二混频器1-172输入端连接所述第二分频器1-162输出端和所述参考信号源1-11输出端,
所述第一混频器1-171被配置为,接收所述第一分频器1-161输出的所述降频系统电信号E7,对所述降频系统电信号E7和所述参考信号源1-11进行混频,得到第一混频信号,并将所述第一混频信号输出至所述第一电滤波器系统1-15;
所述第二混频器1-172被配置为,接收所述第二分频器1-162输出的所述降频系统电信号E8,对所述降频系统电信号E8和所述参考信号源1-11进行混频,得到第二混频信号,并将所述第二混频信号输出至所述第一电滤波器系统1-15。
具体实施时,利用第一混频器1-171、第二混频器1-172将降频系统电信号E7和降频系统电信号E8分别与频率为fd/2的参考信号源1-11进行混频,得到第一混频信号和第二混频信号。
在一些实施例中,如图4所示,所述第一电滤波器系统1-15包括:第三电滤波器1-151和第四电滤波器1-152,
第三电滤波器1-151输入端连接第一混频器1-171输出端,第三电滤波器1-151输出端连接所述第二声光调制器1-32输入端,第四电滤波器1-152输入端连接第二混频器1-172输出端,第四电滤波器1-152输出端连接所述第三声光调制器1-33输入端;
所述第三电滤波器1-151被配置为,接收所述第一混频器1-171输出的所述第一混频信号,对所述第一混频信号进行滤波,得到滤波混频电信号E9,并将所述滤波混频电信号E9发送至所述第二声光调制器1-32,以供所述第二声光调制器1-32根据所述滤波混频电信号E9进行相位噪声补偿计算,得到第一补偿信息,并利用所述第一补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到第一补偿后信号,并将所述第一补偿后信号传输至所述第一声光调制器1-34;
所述第四电滤波器1-152被配置为,接收所述第二混频器1-172输出的所述第二混频信号,对所述第二混频信号进行滤波,得到滤波混频电信号E10,并将所述滤波混频电信号E10发送至所述第三声光调制器1-33,以供所述第三声光调制器1-33根据所述滤波混频电信号E10进行相位噪声补偿计算,得到第二补偿信息,并利用所述第二补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到第二补偿后信号,并将所述第二补偿后信号传输至所述第一声光调制器1-34;
其中,将所述第一补偿后信号和所述第二补偿后信号作为补偿后信号,以供所述第一声光调制器1-34将所述补偿信号传输至所述远端设备2。
具体实施时,例如,利用中心频率为fa的第三电滤波器1-151和第四电滤波器1-152对第一混频信号和第二混频信号进行滤波,得到滤波混频电信号E9和滤波混频电信号E10,即:
E9(t)=cos[2πfat+π(f0+fd+2fa)Δτ+π(f0+fd+2fa-2fa)Δτ]
E10(t)=cos[2πfat+π(f0+2fa)Δτ+π(f0+2fa-2fa)Δτ]
将滤波混频电信号E9传输至第二声光调制器1-32,将滤波混频电信号E10传输至第三声光调制器1-33。
在一些实施例中,如图5所示,所述系统还包括:光环形器系统5和光学相位共轭色散补偿系统4,所述光环形器系统5包括第一光环形器5-1和第二光环形器5-2,所述光学相位共轭色散补偿系统4包括第一光学相位共轭色散补偿模块4-1和第二光学相位共轭色散补偿模块4-2,
第一光环形器5-1输出端连接第一光学相位共轭色散补偿模块4-1输入端,第一光学相位共轭色散补偿模块4-1输出端连接第二光环形器5-2输入端,第二光环形器5-2输出端连接第二光学相位共轭色散补偿模块4-2输入端,第二光学相位共轭色散补偿模块4-2输出端连接第一光环形器5-1输入端,第一光环形器5-1与光纤链路3连接,第二光环形器5-2与光纤链路3连接,其中,与第二光环形器5-2连接的光纤链路3连接所述远端设备,与第一光环形器5-1连接的光纤链路3连接所述本地端设备1。
所述第一光环形器5-1被配置为,将所述本地端设备1经所述光纤链路3传输的所述移频信号传输至所述第一光学相位共轭色散补偿模块4-1,将所述第二光学相位共轭色散补偿模块4-2输出的反射信号经所述光纤链路3传输至所述本地端设备1;
所述第二光环形器5-2被配置为,将所述第一光学相位共轭色散补偿模块4-1输出的移频信号经所述光纤链路3传输至所述远端设备2,将所述远端设备2经所述光纤链路3传输的所述反射信号传输至所述第二光学相位共轭色散补偿模块4-2;
所述第一光学相位共轭色散补偿模块4-1被配置为,接收所述第一光环形器5-1传输的所述移频信号,对所述移频信号进行色散补偿,将经过散补偿的移频信号输出至所述第二光环形器5-2;
所述第二光学相位共轭色散补偿模块4-2被配置为,接收所述第二光环形器5-2传输的所述反射信号,对所述反射信号进行色散补偿,将经过散补偿的反射信号输出至所述第一光环形器5-1。
具体实施时,利用第一光学相位共轭色散补偿模块和第二光学相位共轭色散补偿模块对通过光纤链路3在本地端设备1和远端设备2之间往返传递的移频信号和反射信号进行色散补偿,避免移频信号和反射信号发生畸变。
需要说明的是,本申请实施例的方法可以由单个设备执行,例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下,由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下,这多台设备中的一台设备可以只执行本申请实施例的方法中的某一个或多个步骤,这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是,上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本申请的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
另外,为简化说明和讨论,并且为了不会使本申请实施例难以理解,在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外,可以以框图的形式示出装置,以便避免使本申请实施例难以理解,并且这也考虑了以下事实,即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即,这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如,电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下,对本领域技术人员来说显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此,这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述,但是根据前面的描述,这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如,其它存储器架构(例如,动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本申请实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光纤射频信号稳定传输系统,其特征在于,包括:通过光纤链路连接的本地端设备和远端设备,所述本地端设备包括被动相噪补偿模块,
所述本地端设备被配置为,对单频激光源进行移频,以形成移频信号,并将所述移频信号经所述光纤链路传输至所述远端设备;
所述远端设备被配置为,接收所述本地端设备传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,以得到反射信号,并将所述反射信号通过所述光纤链路传输至所述被动相噪补偿模块;
所述被动相噪补偿模块被配置为,接收所述远端设备传输的所述反射信号,利用所述反射信号进行相位噪声补偿计算,得到补偿信息,并利用所述补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到补偿后信号,并将所述补偿后信号经所述光纤链路传输至远端设备,以通过所述远端设备进行拍频,将所述补偿后信号转换成射频信号输出;
所述本地端设备包括:单频激光源、马赫增德尔干涉仪、移频系统、第一声光调制器、第一法拉第反射镜、迈克尔逊干涉仪,
单频激光源输出端连接马赫增德尔干涉仪的输入端,马赫增德尔干涉仪的输出端连接移频系统的输入端,移频系统输出端连接迈克尔逊干涉仪长臂,迈克尔逊干涉仪长臂的输出端连接第一声光调制器,第一声光调制器的光接口连接光纤链路,迈克尔逊干涉仪短臂输出端连接第一法拉第反射镜输入端,移频系统输入端连接被动相噪补偿模块输出端;
所述单频激光源被配置为,为所述马赫增德尔干涉仪提供单频激光源;
所述马赫增德尔干涉仪被配置为,接收所述单频激光源发出的光信号,并将所述单频激光源发出的光信号发送至所述移频系统;
所述移频系统被配置为,接收所述马赫增德尔干涉仪发送的单频激光源,对所述单频激光源进行移频,得到移频信号,并将所述移频信号传输至所述迈克尔逊干涉仪长臂和短臂;
所述迈克尔逊干涉仪被配置为,接收所述移频系统传输的移频信号,并通过所述迈克尔逊干涉仪长臂将所述移频信号传输至所述第一声光调制器,通过所述迈克尔逊干涉仪短臂输出至所述第一法拉第反射镜;
所述第一声光调制器被配置为,接收所述迈克尔逊干涉仪长臂传输的移频信号,并将所述移频信号输出至所述光纤链路,以通过所述光纤链路将所述移频信号传输至所述远端设备;
所述第一法拉第反射镜被配置为,接收所述迈克尔逊干涉仪短臂传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,得到本地反射信号,并将所述本地反射信号传输至所述被动相噪补偿模块;
所述远端设备包括:第四声光调制器、第二法拉第反射镜、第二光电探测器,
第四声光调制器的光接口连接光纤链路,第四声光调制器输出端连接第二法拉第反射镜输入端和第二光电探测器的输入端,第四声光调制器输入端连接第二法拉第反射镜输出端;
所述第四声光调制器被配置为,接收所述第一声光调制器经所述光纤链路传输的所述移频信号,根据接收的第二辅助信号源对所述移频信号进行移频,得到经过移频处理的移频信号,并将所述经过移频处理的移频信号发送至所述第二法拉第反射镜和所述第二光电探测器;
所述第二法拉第反射镜被配置为,接收所述第四声光调制器传输的所述经过移频处理的移频信号,对所述经过移频处理的移频信号进行反射,得到反射信号,并将所述反射信号传输至所述第四声光调制器,以供所述第四声光调制器将所述反射信号通过所述光纤链路传输至所述被动相噪补偿模块;
所述第二光电探测器被配置为,接收所述第四声光调制器发送的所述经过移频处理的移频信号,对所述过移频处理的移频信号进行拍频,得到射频信号,并将所述射频信号输出;
所述被动相噪补偿模块包括:
参考信号源、混频器系统、倍频器、分频器系统、第一电滤波器系统、第二电滤波器系统、第一光电探测器,
参考信号源输出端分别连接倍频器输入端和混频器系统输入端,混频器系统输出端连接第一电滤波器系统输入端,混频器系统输入端连接分频器系统输出端,分频器系统输入端连接第二电滤波器系统输出端,第二电滤波器系统输入端连接第一光电探测器输出端;
所述第一光电探测器被配置为,对所述远端设备传输的所述反射信号进行拍频,得到多个拍频信号,并将所述多个拍频信号输出至所述第二电滤波器系统;
所述第二电滤波器系统被配置为,接收所述第一光电探测器输出的所述多个拍频信号,对所述多个拍频信号进行滤波,得到系统电信号,并将所述系统电信号发送至所述分频器系统;
所述分频器系统被配置为,接收所述第二电滤波器系统输出的所述系统电信号,对所述系统电信号进行降频,得到降频系统电信号,并将所述降频系统电信号输出至所述混频器系统;
所述参考信号源被配置为,为所述混频器系统和所述倍频器提供参考信号源;
所述混频器系统被配置为,接收所述分频器系统输出的所述降频系统电信号,对所述降频系统电信号和所述参考信号源进行混频,得到混频信号,并将所述混频信号输出至所述第一电滤波器系统;
所述第一电滤波器系统被配置为,接收所述混频器系统输出的所述混频信号,对所述混频信号进行滤波,得到滤波混频电信号,并将所述滤波混频电信号发送至所述移频系统,以供所述移频系统根据所述滤波混频电信号进行相位噪声补偿计算,得到补偿信息,并利用所述补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到补偿后信号,并将所述补偿后信号经所述光纤链路传输至远端设备;
所述倍频器被配置为,对接收的所述参考信号源进行升频,得到升频信号,并将所述升频信号发送至所述移频系统,以供所述移频系统根据所述升频信号进行移频。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述移频系统包括:移频模块、第二声光调制器、第三声光调制器,
所述移频模块输入端连接所述马赫增德尔干涉仪的上臂输出端,所述移频模块输出端连接所述第二声光调制器输入端,所述第二声光调制器输出端连接所述马赫增德尔干涉仪上臂输入端,所述第三声光调制器输入端连接所述马赫增德尔干涉仪的下臂输出端,所述第三声光调制器输出端连接所述马赫增德尔干涉仪下臂输入端;
所述移频模块被配置为,接收所述所述马赫增德尔干涉仪的上臂传输的经过将所述单频激光源进行光信号划分得到的第一光信号,对所述第一光信号进行移频,得到初步移频信号,并将所述初步移频信号传输至所述第二声光调制器;
所述第二声光调制器被配置为,接收所述移频模块传输的初步移频信号,对所述初步移频信号进行移频,得到第一移频信号,并将所述第一移频信号传输至所述迈克尔逊干涉仪;
所述第三声光调制器被配置为,接收所述马赫增德尔干涉仪的下臂传输的经过将所述单频激光源进行光信号划分得到的第二光信号,对所述第二光信号进行移频,得到第二移频信号,并将所述第二移频信号传输至所述迈克尔逊干涉仪。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第二电滤波器系统包括:第一电滤波器和第二电滤波器,
第一电滤波器和第二电滤波器输入端连接所述第一光电探测器输出端,第一电滤波器输出端连接所述分频器系统输入端,第二电滤波器输出端连接所述所述分频器系统输入端,
所述第一电滤波器被配置为,接收所述第一光电探测器输出的所述多个拍频信号,对所述多个拍频信号进行滤波,得到系统电信号E3,并将所述系统电信号E3发送至所述分频器系统;
所述第二电滤波器被配置为,接收所述第一光电探测器输出的所述多个拍频信号,对所述多个拍频信号进行滤波,得到系统电信号E4,并将所述系统电信号E4发送至所述分频器系统。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述分频器系统包括:第一分频器、第二分频器,
所述第一分频器输入端连接所述第一电滤波器输出端,所述第二分频器输入端连接所述第二电滤波器输出端,所述第一分频器输出端连接所述混频器系统输入端,所述第二分频器输出端连接所述混频器系统输入端;
所述第一分频器被配置为,接收所述第一电滤波器输出的所述系统电信号E3,对所述系统电信号E3进行降频,得到降频系统电信号E7,并将所述降频系统电信号E7输出至所述混频器系统;
所述第二分频器被配置为,接收所述第二电滤波器输出的所述系统电信号E4,对所述系统电信号E4进行降频,得到降频系统电信号E8,并将所述降频系统电信号E8输出至所述混频器系统。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述混频器系统包括:第一混频器、第二混频器,
第一混频器输入端连接所述第一分频器输出端和所述参考信号源输出端,第二混频器输入端连接所述第二分频器输出端和所述参考信号源输出端,
所述第一混频器被配置为,接收所述第一分频器输出的所述降频系统电信号E7,对所述降频系统电信号E7和所述参考信号源进行混频,得到第一混频信号,并将所述第一混频信号输出至所述第一电滤波器系统;
所述第二混频器被配置为,接收所述第二分频器输出的所述降频系统电信号E8,对所述降频系统电信号E8和所述参考信号源进行混频,得到第二混频信号,并将所述第二混频信号输出至所述第一电滤波器系统。
6.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述第一电滤波器系统包括:第三电滤波器和第四电滤波器,
第三电滤波器输入端连接第一混频器输出端,第三电滤波器输出端连接第二声光调制器输入端,第四电滤波器输入端连接第二混频器输出端,第四电滤波器输出端连接第三声光调制器输入端;
所述第三电滤波器被配置为,接收所述第一混频器输出的第一混频信号,对所述第一混频信号进行滤波,得到滤波混频电信号E9,并将所述滤波混频电信号E9发送至所述第二声光调制器,以供所述第二声光调制器根据所述滤波混频电信号E9进行相位噪声补偿计算,得到第一补偿信息,并利用所述第一补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到第一补偿后信号,并将所述第一补偿后信号传输至所述第一声光调制器;
所述第四电滤波器被配置为,接收所述第二混频器输出的第二混频信号,对所述第二混频信号进行滤波,得到滤波混频电信号E10,并将所述滤波混频电信号E10发送至所述第三声光调制器,以供所述第三声光调制器根据所述滤波混频电信号E10进行相位噪声补偿计算,得到第二补偿信息,并利用所述第二补偿信息对所述移频信号进行相位噪声补偿,得到第二补偿后信号,并将所述第二补偿后信号传输至所述第一声光调制器;
其中,将所述第一补偿后信号和所述第二补偿后信号作为补偿后信号,以供所述第一声光调制器将所述补偿后信号传输至所述远端设备。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:光环形器系统和光学相位共轭色散补偿系统,所述光环形器系统包括第一光环形器和第二光环形器,所述光学相位共轭色散补偿系统包括第一光学相位共轭色散补偿模块和第二光学相位共轭色散补偿模块,
第一光环形器输出端连接第一光学相位共轭色散补偿模块输入端,第一光学相位共轭色散补偿模块输出端连接第二光环形器输入端,第二光环形器输出端连接第二光学相位共轭色散补偿模块输入端,第二光学相位共轭色散补偿模块输出端连接第一光环形器输入端,第一光环形器与光纤链路连接,第二光环形器与光纤链路连接,其中,与第二光环形器连接的光纤链路连接所述远端设备,与第一光环形器连接的光纤链路连接所述本地端设备;
所述第一光环形器被配置为,将所述本地端设备经所述光纤链路传输的所述移频信号传输至所述第一光学相位共轭色散补偿模块,将所述第二光学相位共轭色散补偿模块输出的反射信号经所述光纤链路传输至所述本地端设备;
所述第二光环形器被配置为,将所述第一光学相位共轭色散补偿模块输出的移频信号经所述光纤链路传输至所述远端设备,将所述远端设备经所述光纤链路传输的所述反射信号传输至所述第二光学相位共轭色散补偿模块;
所述第一光学相位共轭色散补偿模块被配置为,接收所述第一光环形器传输的所述移频信号,对所述移频信号进行色散补偿,将经过散补偿的移频信号输出至所述第二光环形器;
所述第二光学相位共轭色散补偿模块被配置为,接收所述第二光环形器传输的所述反射信号,对所述反射信号进行色散补偿,将经过散补偿的反射信号输出至所述第一光环形器。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116366161B (zh) * 2023-02-03 2023-11-10 华北电力大学(保定) 光纤环网射频信号稳定传递系统
CN117579166B (zh) * 2024-01-17 2024-03-26 华北电力大学(保定) 光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0109122A2 (en) * 1982-11-05 1984-05-23 Philips Electronics Uk Limited Frequency synthesiser
CN102305591A (zh) * 2011-08-17 2012-01-04 哈尔滨工业大学 基于双声光移频的多频同步相位激光测距装置与方法
CN110007873A (zh) * 2019-04-12 2019-07-12 苏州浪潮智能科技有限公司 一种nand数据保持时间巡检方法、装置及设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4046422B2 (ja) * 1998-09-10 2008-02-13 三菱電機株式会社 運動補償回路及びレーダ装置
DE102012023605B4 (de) * 2012-12-04 2022-03-03 Toptica Photonics Ag Verfahren und Vorrichtung zur Synthese von elektromagnetischer Strahlung
JP2017528925A (ja) * 2014-09-22 2017-09-28 イムラ アメリカ インコーポレイテッド 低キャリア位相ノイズファイバ発振器
US10101438B2 (en) * 2015-04-15 2018-10-16 Texas Instruments Incorporated Noise mitigation in radar systems
CN104901743B (zh) * 2015-05-04 2018-02-23 中国科学院国家授时中心 一种基于远程端补偿的光纤光学频率传递方法
WO2018044500A1 (en) * 2016-09-01 2018-03-08 Imra America, Inc. Ultra low noise photonic phase noise measurement system for microwave signal
CN110061778B (zh) * 2019-04-08 2021-11-30 上海交通大学 光纤微波与光学频率同时传递装置与传递方法
CN111147150B (zh) * 2019-12-18 2023-02-07 上海交通大学 基于被动相位补偿的分布式光学频率传递装置与传递方法
WO2021120485A1 (zh) * 2019-12-17 2021-06-24 上海交通大学 基于被动相位补偿的光学频率传递装置与传递方法
CN111082873B (zh) * 2019-12-17 2022-02-11 北京邮电大学 一种超长距离光纤高精度射频信号传递系统和方法
CN112019275B (zh) * 2020-08-07 2021-11-05 上海交通大学 被动相位补偿光学频率传递链路的中继装置和方法
CN112671470B (zh) * 2020-12-15 2022-04-01 北京邮电大学 光纤稳定射频传输系统和方法
WO2022133685A1 (zh) * 2020-12-21 2022-06-30 西安科锐盛创新科技有限公司 一种基于激光频率偏移锁定的光纤微波频率传递方法
CN114244448B (zh) * 2022-01-27 2023-03-14 上海交通大学 基于被动相位补偿的光学毫米波/太赫兹传递系统和传递方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0109122A2 (en) * 1982-11-05 1984-05-23 Philips Electronics Uk Limited Frequency synthesiser
CN102305591A (zh) * 2011-08-17 2012-01-04 哈尔滨工业大学 基于双声光移频的多频同步相位激光测距装置与方法
CN110007873A (zh) * 2019-04-12 2019-07-12 苏州浪潮智能科技有限公司 一种nand数据保持时间巡检方法、装置及设备

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