CN116938348A - 扩展射频稳相系统、方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

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CN116938348A CN202210375204.8A CN202210375204A CN116938348A CN 116938348 A CN116938348 A CN 116938348A CN 202210375204 A CN202210375204 A CN 202210375204A CN 116938348 A CN116938348 A CN 116938348A
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Abstract

本发明实施例涉及光通信领域，公开了一种扩展射频稳相系统、方法、电子设备及存储介质，本发明中，扩展射频稳相方法，应用于分支光链路的分支光发射器，包括：实时获取分支正向本振信号和分支反向本振信号；其中，分支正向本振信号是分支光发射器发出的光信号中调制的射频信号，分支正向本振信号根据沿主干光链路中的主干光纤往返传递的光信号得到，分支反向本振信号是光信号在分支光纤中往返传递后，由分支光发射器接收并恢复得到的射频信号；获取分支正向本振信号和分支反向本振信号的相位差；基于光纤色散时延效应，反馈调整分支正向本振信号的波长，锁定相位差，供分支光接收器根据相位差，恢复分支正向本振信号。

Description

扩展射频稳相系统、方法、电子设备及存储介质
技术领域
本申请实施例涉及光通信领域，特别涉及一种扩展射频稳相系统、方法、电子设备及存储介质。
背景技术
光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。频率传递和同步是诸多现代分布式信息系统(如5G/6G移动通信系统、分布式遥感系统、大科学装置等)的重要使能技术，同步的精度往往直接影响系统的关键性能(如解调性能、导航定位精度、遥测分辨力、授时和守时精度等)。光纤由于其损耗低、频带宽、抗电磁干扰等优点，被认为是一种适用于实现射频传递和同步的介质。
然而，在光通信过程中，由于周围环境扰动(比如温度变化)会引起光纤传输延时抖动，导致光接收器接收到的信号相位不稳定，难以实现相位同步，信号传输效率低。
发明内容
本申请实施例的主要目的在于提出一种扩展射频稳相系统、方法、电子设备及存储介质，可以提高信号传输效率。
为实现上述目的，本申请实施例提供了一种扩展射频稳相系统，应用于分支光链路，包括：分支光发射器、分支光接收器和分支光纤；其中，分支光发射器设置在主干光链路中的中间节点上，分支光发射器包括激光器、单片机、电光调制器、鉴相器、光放大器、探测器和滤波器；光接收器包括反射镜和信号接收组件；激光器用于实时调制分支正向本振信号的光源，并输出给电光调制器；电光调制器用于将分支正向本振信号调制为分支光发射器发出的光信号，分支光发射器发出的光信号沿分支光纤被发送给分支光接收器，分支光发射器发出的光信号到达分支光接收器后，由分支光接收器反射，沿分支光纤返回分支光发射器；光放大器的输出端口与探测器的输入端口连接，探测器的输出端口与滤波器的输入端口连接，光放大器、探测器和滤波器用于实时接收返回的光信号，从返回的光信号中恢复得到分支反向本振信号，并将分支反向本振信号发送给鉴相器；分支正向本振信号是分支光发射器发出的光信号中调制的射频信号，分支正向本振信号根据沿主干光链路中的主干光纤往返传递的光信号得到，分支反向本振信号是分支光发射器发出的光信号在分支光纤中往返传递，由分支光发射器接收并恢复得到的射频信号；所述鉴相器用于实时获取并计算所述分支正向本振信号与所述分支反向本振信号的相位差，将相位差发给单片机；单片机，基于光纤色散时延效应，计算分支正向本振信号的波长调整信息，波长调整信息供激光器调整分支正向本振信号的波长，锁定相位差；反射镜用于反射光信号，信号接收组件用于接收光信号。
为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种扩展射频稳相方法，应用于分支光链路的分支光发射器，包括：实时获取分支正向本振信号和分支反向本振信号；其中，分支光发射器设置在主干光链路中的中间节点上，分支光链路包括分支光发射器、分支光接收器和分支光纤，分支正向本振信号是分支光发射器发出的光信号中调制的射频信号，分支正向本振信号根据沿主干光链路中的主干光纤往返传递的光信号得到，分支反向本振信号是光信号在分支光纤中往返传递后，由分支光发射器接收并恢复得到的射频信号；获取分支正向本振信号和分支反向本振信号的相位差；基于光纤色散时延效应，反馈调整分支正向本振信号的波长，锁定相位差，供分支光接收器根据相位差，恢复分支正向本振信号。
为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如上述的扩展射频稳相方法。
为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现如上述的扩展射频稳相方法。
本申请提出的扩展射频稳相方法，由于分支正向本振信号是光发射器发送的光信号中调制的射频信号，分支反向本振信号是光信号在主干光纤中往返传递，由分支光发射器接收并恢复得到的射频信号，通过实时获取分支正向本振信号和分支反向本振信号的相位差，是光信号当前经过光纤传输后，所经历的相位变化，基于光纤色散时延效应，反馈调整分支正向本振信号的波长，锁定相位差，分支光接收器只需根据此相位差，即可快速还原分支正向本振信号，从而提高信号传输效率。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的扩展射频稳相系统结构示意图一；
图2是本发明一个实施例提供的扩展射频稳相系统结构示意图二；
图3是本发明一个实施例提供的扩展射频稳相系统结构示意图三；
图4是本发明一个实施例提供的扩展射频稳相系统结构示意图四；
图5是本发明一个实施例提供的扩展射频稳相方法流程示意图；
图6a是本发明一个实施例提供的扩展射频稳相方法的相位差的抖动测量示意图一；
图6b是本发明一个实施例提供的扩展射频稳相方法的相位差的抖动测量示意图二；
图7a是本发明一个实施例提供的扩展射频稳相方法的频率稳定度测量示意图一；
图7b是本发明一个实施例提供的扩展射频稳相方法的频率稳定度测量示意图二；
图8是本发明一个实施例提供的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本发明的实施例涉及一种扩展射频稳相系统，如图1所示，包括：
分支光发射器1100、分支光接收器1200和分支光纤1300；其中，分支光发射器1100设置在主干光链路中的中间节点上，分支光发射器1100包括激光器1101、单片机、电光调制器1103、鉴相器1104、光放大器1105、探测器1106和滤波器1107；分支光接收器1200包括反射镜1201、信号接收组件1202、耦合器1203；
激光器1101用于实时调制分支正向本振信号的光源，并输出给电光调制器1103；电光调制器1103用于将分支正向本振信号调制为分支光发射器1100发出的光信号，分支光发射器1100发出的光信号沿分支光纤1300被发送给分支光接收器1200，分支光发射器1100发出的光信号到达分支光接收器1200后，由分支光接收器1200反射，沿分支光纤1300返回分支光发射器1100；光放大器1105的输出端口与探测器1106的输入端口连接，探测器1106的输出端口与滤波器1107的输入端口连接，光放大器1105、探测器1106和滤波器1107用于实时接收返回的光信号，从返回的光信号中恢复得到分支反向本振信号，并将分支反向本振信号发送给鉴相器1104；分支正向本振信号是分支光发射器1100发出的光信号中调制的射频信号，分支正向本振信号根据沿主干光链路中的主干光纤往返传递的光信号得到，分支反向本振信号是分支光发射器1100发出的光信号在分支光纤1300中往返传递，由分支光发射器1100接收并恢复得到的射频信号；鉴相器1104用于实时获取并计算所述分支正向本振信号与所述分支反向本振信号的相位差，将相位差发给单片机；单片机，基于光纤色散时延效应，计算分支正向本振信号的波长调整信息，波长调整信息供激光器1101调整分支正向本振信号的波长，锁定相位差；
反射镜1201用于反射光信号，信号接收组件1202用于接收光信号。
本申请的扩展射频稳相系统中，应用于光通信技术的分支光链路中。光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。频率传递和同步是诸多现代分布式信息系统(如5G/6G移动通信系统、分布式遥感系统、大科学装置等)的重要使能技术，同步的精度往往直接影响系统的关键性能(如解调性能、导航定位精度、遥测分辨力、授时和守时精度等)。光纤由于其损耗低、频带宽、抗电磁干扰等优点，被认为是一种适用于实现射频传递和同步的介质。
但是，光纤的周围环境扰动会对调制于光载波上的射频信号的传递产生影响。例如，如果长度为L的普通单模光纤的温度变化了ΔT，那么光纤的传输延时会相应变化其中，TCD(7×10-6/℃)表示每1℃的温度变化对应1m光纤的传输延时变化，c为真空中的光速，n为光纤的折射率。一般认为温度变化将导致光纤延时产生35ps/km/℃的变化。这个延时变化会影响传递射频信号相位的稳定性，即/>这里的传输延时τ(t)是一个会受环境影响而随机变化的量。所以要在光纤链路中实现传输和同步，必须要抑制光纤引入的传输延时抖动，使射频信号传递到终端时都具有稳定的相位。
为使射频信号传递到终端时都具有稳定的相位，一些线型光链路端到端射频传递和同步原理如图2所示，通过在中心端(即光发射器)加入一个可以改变信号相位或传输延时的补偿器件，同时信号传输到远端(即光接收器)后一部分被反射并沿同一根光纤返回中心端。通过信号的往返传输和相位比较感知光纤链路引入的传输延时抖动，然后通过补偿算法控制补偿器件来抵消抖动，最终使传输到远端的信号在链路中引入的相位变化保持稳定。
随着实际应用场景中需要同步的站点数增多，可实现一点对多点传递的光纤射频稳相方案被广泛提出。一点对多点光纤稳相传递原理如图3所示，通过在中心站将原始射频信号沿整个光纤环路顺时针传输，返回后的射频信号再与原始信号的三倍频进行差频操作(实现相位的反向预偏置)，再将差频后的信号沿顺时针和逆时针传输，在环路任意接收点处，进行光电转换后，利用相位共轭特性进行混频与分频操作，从而得出与原始射频信号锁相的接收信号。
除上述点对点和一点对多点的稳相链路结构外，具有分支结构的稳相链路也具有其独特的优势——即当需要额外增加同步站点时，构建分支结构的稳相链路不必改变原有链路的结构和功能，具备更强的可扩展性，尤其适用于解决同步系统面临的升级扩容需求。然而，目前少有的几种关于可扩展分支型稳相链路的方案，都是基于被动的相位共轭进行稳相，其中每套相位共轭系统只能实现单一射频本振的稳相，难以高效实现多个本振的同时稳相传递。
本申请中，由于分支正向本振信号是光发射器发送的光信号中调制的射频信号，分支反向本振信号是光信号在主干光纤中往返传递，由分支光发射器接收并恢复得到的射频信号，通过实时获取分支正向本振信号和分支反向本振信号的相位差，是光信号当前经过光纤传输后，所经历的相位变化，基于光纤色散时延效应，反馈调整分支正向本振信号的波长，锁定相位差，分支光接收器只需根据此相位差，即可快速还原分支正向本振信号，从而提高信号传输效率。
在一个例子中，如图4所示，整个光链路包括：主干光链路41000和分支光链路42000；主干光链路41000包括主干光发射器(即主干光链路上的中心站)41100、主干光接收器41200和主干光纤41300；分支光链路42000包括分支光发射器(即分支链路起点)42100、分支光接收器42200和分支光纤42300；其中，分支光发射器42100构建在主干光链路41000中的中间节点上，从主干光链路41000获取沿主干光纤41300往返传递的光信号，生成沿分支光纤传递42300的光信号。
具体地，主干光发射器41100，包括激光器41101、单片机41102、电光调制器41103、鉴相器41104、光放大器41105、探测器41106和滤波器41107，和功分器41108，主干光接收器41200包括反射镜41201和信号接收组件41202(设置在接收系统中)和连接反射镜和信号接收组件对应光纤段的耦合器41203；
主干光纤41300上还设置有耦合器41301，耦合器41301可以设备在主干光链路的任意位置，作为中间节点。
分支光发射器42100包括激光器42101、单片机42102、电光调制器42103、鉴相器42104、光放大器42105、探测器42106和滤波器421007，并且，还包括第一分支探测器42108、第一分支滤波器42109、第二分支探测器42110和第二分支滤波器42111。第一分支探测器42108的输入端与耦合器41301的第一输出端连接，第一分支探测器42108的输出端与第一分支滤波器42109的输入端连接，第一分支探测器42108和第一分支滤波器42109，用于从耦合器41301获取主干光发射器41100发出的光信号，恢复得到主干正向本振信号，并将主干正向本振信号发送至分支光发射器42100的电光调制器42103，主干正向本振信号是主干光发射器41100发出的光信号沿主干光纤41300往返传递过程中首次到达中间节点41301时，恢复得到的射频信号；
第二分支探测器42110的输入端与耦合器41301的第二输出端连接，第二分支探测器42110的输出端与第二分支滤波器42111的输入端连接，第二分支探测器42110和第二分支滤波器42111，用于从耦合41301器获取光信号，恢复得到主干反向本振信号，并将主干反向本振信号发送至分支光发射器42100的鉴相器42104，主干反向本振信号是主干光发射器41100发出的光信号沿主干光纤41300往返传递过程中第二次到达中间节点41301时，恢复得到的射频信号。
分支光接收器42200包括反射镜42201、光接收组件42220、耦合器42203，其中，光接收组件42220包括探测器42221和滤波器42222。
本发明的实施例还涉及一种扩展射频稳相方法，应用于分支光链路的分支光发射器，如图5所示，包括：
步骤501，实时获取分支正向本振信号和分支反向本振信号；其中，分支光发射器设置在主干光链路中的中间节点上，分支光链路包括分支光发射器、分支光接收器和分支光纤，分支正向本振信号是分支光发射器发出的光信号中调制的射频信号，分支正向本振信号根据沿主干光链路中的主干光纤往返传递的光信号得到，分支反向本振信号是光信号在分支光纤中往返传递后，由分支光发射器接收并恢复得到的射频信号；
步骤502，获取分支正向本振信号和分支反向本振信号的相位差；
步骤503，基于光纤色散时延效应，反馈调整分支正向本振信号的波长，锁定相位差，供分支光接收器根据相位差，恢复分支正向本振信号。
本实施例中，利用光纤的色散效应，通过激光器波长调谐引入光纤延时变化，实时补偿由于周围环境扰动导致的延时抖动，因此延时可调节范围与光纤长度成正比，适用于构建长距离的稳相传递光链路。
在一个例子中，中间节点，包括：主干光纤上的任意位置。
分支正向本振信号，根据主干正向本振信号和主干反向本振信号得到，其中，主干正向本振信号是主干光发射器生成的光信号沿主干光纤往返传递过程中首次到达中间节点时，恢复得到的射频信号，主干反向本振信号是主干光发射器生成的光信号沿主干光纤往返传递过程中第二次到达中间节点时，恢复得到的射频信号。
本实施例中，可以构建可扩展的分支链路稳相传递系统，可实现多个本振同时传递到分支链路的远端点，并且构建分支稳相链路时不必改变原有链路的结构和功能，具备更强的可扩展性和实用性，尤其适用于解决同步系统中由于站点持续增加而导致的升级扩容需求。
在一个例子中，主干光发射器生成的光信号，可以是主干光发射器根据多个射频信号生成的光信号。主干光发射器可以将多个本振信号调制在一个光信号上，因此，如图4所示，第二滤波器可以有多个，对应各本振信号，从而实现对多个本振信号的传输。
在一个例子中，基于光纤色散时延效应，反馈调整分支正向本振信号的波长，锁定相位差，可以通过以下方式实现：基于光纤色散时延效应，计算相位差对应的分支光发射器发出的光信号在分支光纤传递的延时变化量，并根据延时变化量，计算锁定相位差所需的分支正向本振信号的波长调整信息；根据波长调整信息，调整分支正向本振信号的波长。
在一个例子中，计算相位差对应的分支光发射器发出的光信号在分支光纤传递的延时变化量，根据以下公式实现：
其中，
Vbranch，rt是分支反向本振信号，V1，bw是主干正向本振信号，Θ(Vbranch，rt)-Θ(V1，bw)是分支反向本振信号与主干正向本振信号之间的相位差，t是反向第一本振信号在主干光纤上传递至分支光发射器所用的传递时间，/>为分支光链路的相位变化，Δτb为反馈调整引起的分支光链路中的延时变化量，/>为主干光发射器发出的光信号从主干光发射器传递至中间节点经历的相位变化，/>为主干光发射器发出的光信号从主干光接收器传递至中间节点经历的相位变化，而/>为分支光发射器发出的光信号在分支光纤上单程传递后的单程相位变化，/>为常数，ω1为主干光发射器发出的光信号的角频率。
在一个例子中，整个扩展射频稳相系统，也称为可扩展的分支链路多本振稳相系统，由一个主干链路(即主干光链路)和一个或多个分支链路(即分支光链路)组成。在中心站(即光发射器)，两个射频本振信号通过电光调制器被转换为光信号，其中光载波产生于一个波长可调谐激光器。调制后的光信号首先在主干光链路上进行往返传递后回到中心站，并且经过光电探测器和带通滤波器进行恢复。原本振信号(即主干正向本振信号)和恢复后的本振信号(即主干反向本振信号)经由鉴相器进行相位对比，得到的实时相位差被采集、数字化。利用光纤的色散延时特性，不同波长的光在同样光纤中传输的时延会有差异。光纤的色散系数Dλ，光波长的变化量Δλ和光纤延时的变化量Δτ满足以下关系：Δτ＝L×Dλ×Δλ，其中L是光纤长度，普通单模光纤在中心波长1550nm处的色散系数Dλ≈17ps/nm/km。所以使用PID(Proportion Integral Differential)算法(由单片机来实现)，通过负反馈机制改变光载波的波长，就可以首先将主干光链路的传输时延加以稳定。PID算法是按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的一种闭环控制算法，有效纠正被控制对象的偏差，从而使其达到一个稳定的状态。注意到，在上述通过一个本振信号的相位对比和光载波调节实现了稳定光纤链路时延的基础上，只要其它本振信号同时被加载到同一光载波上，那么该本振信号在相同光纤路径上传输后的相位变化也将是被锁定的。
可扩展的分支链路可以在主干链路的任意一个中间节点处开始构建。在分支链路的起始点，使用一个光耦合器将主干链路上正反两个方向的光信号提取出来，并分别通过光电探测和滤波，恢复为射频信号。
假设在中心站发出的本振1其表达式为V1＝cos(ω1t)，并且假设，本振1在图4中被耦合器所分隔的两段光纤上经历的相移分别为和/>
那么，在分支链路的起始点处，所得到的正向信号(即主干正向本振信号)为所得到的反向信号(即主干反向本振信号)为
将此正向射频信号V1，fw重新调制到另外一个波长可调激光器所产生的光载波上，并且沿分支光链路进行往返传输。假设在分支链路的起始点恢复得到的往返后的射频信号(即分支反向本振信号)为Vbranch，rt，那么在分支链路的起始点，利用同样的光纤色散时延补偿原理，将分支链路的往返信号Vbranch，rt与之前得到的主干链路的反向信号V1，bw进行鉴相，鉴相的结果被用来反馈调节分支链路起始点处的激光器波长。在光纤温度变化和光载波波长变化的双重作用下，分支链路的往返信号可表示为
其中为由光纤温度等因素引起的分支链路的相位变化，Δτb为由激光器波长反馈调节引起的分支链路传输时延变化，而/>为角频率为ω1的信号在分支光链路上单程所经历的总相移。注意到，分支链路中的反馈调节算法，其设置的目标为锁定信号Vbranch，rt与信号V1，bw之间的相位差为一个常数，即：
其中为一常数。在这一分支链路的反馈调节的作用下，分支链路远端点处接收到的射频信号为/>注意到，在主干链路中的光波长反馈调节算法已经将主干链路上的相移锁定为一个常数，即/>其中/>也为一常数。所以，在主干链路和分支链路的色散时延反馈调节的共同作用下，/>也为一个常数——由此便实现了分支链路远端点的稳相恢复。此外，前已说明，在上述通过一个本振信号的相位对比和光载波调节实现了主干和分支链路稳相传输的基础上，只要其它本振信号同时被加载到同一光载波上，那么该本振信号在相同光纤路径上传输后的相位变化也将是被锁定的，所以该分支链路的稳相原理适用于多个本振的同时稳相传输，图中的滤波器N对应的是第N个本振信号。
本发明利用光纤固有的色散延时效应，构建可扩展的分支链路稳相传递系统，可实现多个本振同时传递到分支链路的远端点，并且构建分支稳相链路时不必改变原有链路的结构和功能，具备更强的可扩展性和实用性，尤其适用于解决同步系统中由于站点持续增加而导致的升级扩容需求。下面通过实验证明本发明的有效性。
在实验中，构建了一个总长为35km的主干光纤链路和长度为25km的分支链路。将分支链路的起始点设置在15km和20km光纤的交接点上。本振1的频率设置为2.465GHz，本振2的频率设置为900MHz。两个激光器的波长调谐范围均为整个C波段(1528～1563nm)。为了更方便地验证稳相传递的效果，在分支链路中接入了一个电动可调光延时线，用于更快速地模拟分支链路光纤传输延时的变化。该光延时线引入的传输时延变化范围是0～560ps。图6a、图6b给出了光延时线进行延时扫描时，在分支链路远端点得到的两个本振信号与原始信号间的相位差的抖动情况：当使用本发明中提出的分支链路稳相传递方法时，恢复得到的射频信号相位抖动被控制在±0.1rad的微小范围内；但是，当直接在分支链路中传递本振信号而不使用发明中提出的方法时，两个本振信号的相位抖动可以分别达到7.6rad和2.8rad，对应的信号质量严重恶化。
为了评估该发明方案中所传递信号的长期频率稳定度，我们使用频率计数器(Keysight53230a)对恢复得到的频率信号进行了长时间的频率稳定度测量(以重叠Allan偏差表征)。如图7a、图7b所示，结果表明，当使用所提出的分支链路稳相传递方案时，得到传递后2.465GHz本振信号的频率稳定度为2.6×10-13(1s稳定度)和2.3×10-15(104s稳定度)，而当直接在分支链路中传递2.465GHz本振信号而不使用本发明所提出的方法时，长期稳定度恶化为1.2×10-13(104s稳定度)。类似地，当使用所提出的分支链路稳相传递方案时，得到传递后900MHz本振信号的频率稳定度为4.3×10-13(1s稳定度)和2.6×10-15(104s稳定度)，而当直接在分支链路中传递900MHz本振信号而不使用本发明所提出的方法时，长期稳定度恶化为1.0×10-13(104s稳定度)——这表明本发明提出的可扩展的分支链路稳相传递方法实现了长期稳定度指标上两个数量级的提升。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
由于本实施例与上述系统实施例相互对应，因此本实施方式可与上述实施方式互相配合实施。上述实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在上述实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在上述实施方式中。
本发明的实施例还涉及一种电子设备，如图8所示，包括：至少一个处理器801；与至少一个处理器通信连接的存储器802；其中，存储器802存储有可被至少一个处理器801执行的指令，指令被至少一个处理器801执行上述的任一实施例的扩展射频稳相方法。
其中，存储器802和处理器801采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器801和存储器802的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器801处理的信息通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收信息并将信息传送给处理器801。
处理器801负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器802可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的信息。
本发明的实施例涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种扩展射频稳相系统，其特征在于，应用于分支光链路，包括：
分支光发射器、分支光接收器和分支光纤；其中，所述分支光发射器设置在主干光链路中的中间节点上，所述分支光发射器包括激光器、单片机、电光调制器、鉴相器、光放大器、探测器和滤波器；所述光接收器包括反射镜和信号接收组件；
所述激光器用于实时调制分支正向本振信号的光源，并输出给所述电光调制器；所述电光调制器用于将所述分支正向本振信号调制为所述分支光发射器发出的光信号，所述分支光发射器发出的光信号沿所述分支光纤被发送给所述分支光接收器，所述分支光发射器发出的光信号到达所述分支光接收器后，由所述分支光接收器反射，沿所述分支光纤返回所述分支光发射器；所述光放大器的输出端口与所述探测器的输入端口连接，所述探测器的输出端口与所述滤波器的输入端口连接，所述光放大器、所述探测器和所述滤波器用于实时接收返回的光信号，从所述返回的光信号中恢复得到分支反向本振信号，并将所述分支反向本振信号发送给所述鉴相器；所述分支正向本振信号是所述分支光发射器发出的光信号中调制的射频信号，所述分支正向本振信号根据沿所述主干光链路中的主干光纤往返传递的光信号得到，所述分支反向本振信号是所述分支光发射器发出的光信号在所述分支光纤中往返传递，由所述分支光发射器接收并恢复得到的射频信号；所述鉴相器用于实时获取并计算所述分支正向本振信号与所述分支反向本振信号的相位差，将所述相位差发给所述单片机；所述单片机，基于光纤色散时延效应，计算所述分支正向本振信号的波长调整信息，所述波长调整信息供所述激光器调整所述分支正向本振信号的波长，锁定所述相位差；
所述反射镜用于反射所述光信号，所述信号接收组件用于接收所述光信号。
2.根据权利要求1所述的扩展射频稳相系统，其特征在于，所述中间节点设置有耦合器；
所述分支光发射器，还包括：第一分支探测器、第一分支滤波器、第二分支探测器和第二分支滤波器；
所述第一分支探测器的输入端与所述耦合器的第一输出端连接，所述第一分支探测器的输出端与所述第一分支滤波器的输入端连接，所述第一分支探测器和所述第一分支滤波器，用于从所述耦合器获取主干光发射器发出的光信号，恢复得到所述主干正向本振信号，并将所述主干正向本振信号发送至所述分支光发射器的所述电光调制器，所述主干正向本振信号是所述主干光发射器发出的光信号沿所述主干光纤往返传递过程中首次到达所述中间节点时，恢复得到的射频信号；
所述第二分支探测器的输入端与所述耦合器的第二输出端连接，所述第二分支探测器的输出端与所述第二分支滤波器的输入端连接，所述第二分支探测器和所述第二分支滤波器，用于从所述耦合器获取光信号，恢复得到所述主干反向本振信号，并将所述主干反向本振信号发送至所述分支光发射器的所述鉴相器，所述主干反向本振信号是所述主干光发射器发出的光信号沿所述主干光纤往返传递过程中第二次到达所述中间节点时，恢复得到的射频信号。
3.根据权利要求2所述的扩展射频稳相系统，其特征在于，所述中间节点，包括：所述主干光纤上的任意位置。
4.一种扩展射频稳相方法，其特征在于，应用于分支光链路的分支光发射器，包括：
实时获取分支正向本振信号和分支反向本振信号；其中，所述分支光发射器设置在主干光链路中的中间节点上，所述分支光链路包括所述分支光发射器、分支光接收器和分支光纤，所述分支正向本振信号是所述分支光发射器发出的光信号中调制的射频信号，所述分支正向本振信号根据沿所述主干光链路中的主干光纤往返传递的光信号得到，所述分支反向本振信号是所述光信号在分支光纤中往返传递后，由所述分支光发射器接收并恢复得到的射频信号；
获取所述分支正向本振信号和分支反向本振信号的相位差；
基于光纤色散时延效应，反馈调整所述分支正向本振信号的波长，锁定所述相位差，供所述分支光接收器根据所述相位差，恢复所述分支正向本振信号。
5.根据权利要求4所述的扩展射频稳相方法，其特征在于，所述主干光链路，包括：主干光发射器、主干光接收器和主干光纤；
所述分支正向本振信号，根据主干正向本振信号和主干反向本振信号得到，其中，主干正向本振信号是所述主干光发射器生成的光信号沿所述主干光纤往返传递过程中首次到达所述中间节点时，恢复得到的射频信号，所述主干反向本振信号是所述主干光发射器生成的光信号沿所述主干光纤往返传递过程中第二次到达所述中间节点时，恢复得到的射频信号。
6.根据权利要求5所述的扩展射频稳相方法，其特征在于，所述主干光发射器生成的光信号，包括：
所述主干光发射器根据多个射频信号生成的光信号。
7.根据权利要求5或6所述的扩展射频稳相方法，其特征在于，所述基于光纤色散时延效应，反馈调整所述分支正向本振信号的波长，锁定所述相位差，包括：
基于光纤色散时延效应，计算所述相位差对应的所述分支光发射器发出的光信号在所述分支光纤传递的延时变化量，并根据所述延时变化量，计算锁定所述相位差所需的所述分支正向本振信号的波长调整信息；
根据所述波长调整信息，调整所述分支正向本振信号的波长。
8.根据权利要求7中所述的扩展射频稳相方法，其特征在于，计算所述相位差对应的所述分支光发射器发出的光信号在所述分支光纤传递的延时变化量，根据以下公式实现：
其中，
Vbranch,rt是所述分支反向本振信号，V1,bw是所述主干正向本振信号， Θ(Vbranch,rt)-Θ(V1,bw)是所述分支反向本振信号与所述主干正向本振信号之间的相位差，t是所述反向第一本振信号在主干光纤上传递至所述分支光发射器所用的传递时间，/>为所述分支光链路的相位变化，Δτb为所述反馈调整引起的所述分支光链路中的所述延时变化量，/>为所述主干光发射器发出的光信号从所述主干光发射器传递至所述中间节点经历的相位变化，/>为所述主干光发射器发出的光信号从所述主干光接收器传递至所述中间节点经历的相位变化，而/>为所述分支光发射器发出的光信号在所述分支光纤上单程传递后的单程相位变化，/>为常数，ω1为所述主干光发射器发出的光信号的角频率。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求4至8中任一所述的扩展射频稳相方法。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4至8中任一所述的扩展射频稳相方法。
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