CN117579166B - 光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统及方法,通过光纤链路将中心站点设备对单频激光源进行移频处理形成的移频信号传输至远端站点设备,并基于远端站点设备形成的反射信号对移频信号进行相位噪声补偿,得到补偿后信号,然后通过中间站点设备将补偿后信号由光信号转换为电信号,对由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,并对得到的经过滤波的补偿后信号进行混频,将得到的经过混频的补偿后信号进行滤波,对得到的滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,通过中间站点设备使得射频信号的频率与移频信号的频率差值相同,能够满足长距离射频信号传输的稳定传输的需求,保障了长距离多站点射频信号同步精度。
Description
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长距离多站点稳定传输系统及方法。
背景技术
北斗导航定位系统正向多制式天地协同导航定位系统方向发展,单雷达或者天线系统向多雷达组网或者天线连线干涉的方向发展,为了使由上述系统内各种测量设备能够协调一致地工作,必须实现系统的时间和频率的统一。
由于光纤具有抗电磁干扰、大带宽及廉价等优势,使得光纤成为高精密时间频率同步传递的优选介质,然而当光纤传输距离加长时,长距离传递的信号信噪比下降,会导致同步精度恶化,无法保障射频信号传递的稳定度。
基于上述情况,现有技术中针对多站点射频信号同步,通常基于电光强度调制的方式,该这种方式下的信号信噪比受限于调制深度,同时,中间站点处的混频、分频等结构极大恶化了同步射频信号的信噪比,导致长距离多站点射频信号同步精度恶化,依然会对射频信号传递的稳定度造成影响。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提出一种光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统及方法,用以及解决或部分解决上述技术问题。
基于上述目的,本申请的第一方面提供了一种光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统,包括:通过光纤链路连接的中心站点设备、至少一个中间站点设备和远端站点设备,其中,所述中间站点设备设置于所述中心站点设备与所述远端站点设备之间,
所述中心站点设备,被配置为对单频激光源进行移频处理,生成移频信号,将所述移频信号经所述光纤链路传输至所述远端站点设备,并接收所述远端站点设备形成的反射信号,基于所述反射信号对所述移频信号进行相位噪声补偿,将得到的补偿后信号传输至所述中间站点设备;
所述远端站点设备,被配置为接收所述中心站点设备传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,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中心站点设备;
所述中间站点设备,被配置为接收所述中心站点设备传输的补偿后信号,将所述补偿后信号由光信号转换为电信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并对所述经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,将所述经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,对所述滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
可选地,所述中心站点设备与所述远端站点设备之间的光纤链路上设有光耦合器,所述中间站点设备包括:
光电探测器系统,所述光电探测器系统的输入端与所述光耦合器连接,所述光电探测器系统的输出端与电带通滤波器系统的输入端连接;
所述光电探测器系统,被配置为接收所述中心站点设备传输的补偿后信号,对所述补偿后信号进行信号转换,得到由光信号转换为电信号的补偿后信号,并将所述由光信号转换为电信号的补偿后信号发送至所述电带通滤波器系统;
电带通滤波器系统,所述电带通滤波器系统的输入端与光电探测器系统的输出端连接,所述电带通滤波器系统的输出端与第一混频器的输入端连接;
所述电带通滤波器系统,被配置为接收所述光电探测器系统输出的由光信号转换为电信号的补偿后信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并将所述经过滤波的补偿后信号发送至所述第一混频器;
第一混频器,所述第一混频器的输出端与第一电带通滤波器的输入端连接,所述第一混频器的输入端与所述电带通滤波器系统的输出端连接;
所述第一混频器,被配置为接收所述电带通滤波器系统传输的经过滤波的补偿后信号,对所述经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,并将所述经过混频的补偿后信号发送至第一电带通滤波器;
第一电带通滤波器,所述第一电带通滤波器的输出端与锁相倍频系统的输入端连接,所述第一电带通滤波器的输入端与所述第一混频器的输出端连接;
所述第一电带通滤波器,被配置为接收所述第一混频器传输的经过混频的补偿后信号,对所述经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,并将所述滤波混频补偿后信号发送至锁相倍频系统;
锁相倍频系统,所述锁相倍频系统的输入端与所述第一电带通滤波器的输出端连接;
所述锁相倍频系统,被配置为接收所述第一电带通滤波器传输的滤波混频补偿后信号,对所述滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
可选地,所述光电探测器系统包括:
第一光电探测器,所述第一光电探测器的输入端与所述光耦合器连接,所述第一光电探测器的输出端与电带通滤波器系统的输入端连接;
所述第一光电探测器,被配置为接收所述中心站点设备传输的补偿后信号,对所述补偿后信号进行信号转换,得到由光信号转换为电信号的补偿后信号,并将所述由光信号转换为电信号的补偿后信号发送至所述电带通滤波器系统;
第二光电探测器,所述第二光电探测器的输入端与所述光耦合器连接,所述第二光电探测器的输出端与电带通滤波器系统的输入端连接;
所述第二光电探测器,被配置为接收所述中心站点设备传输的补偿后信号,对所述补偿后信号进行信号转换,得到由光信号转换为电信号的补偿后信号,并将所述由光信号转换为电信号的补偿后信号发送至所述电带通滤波器系统。
可选地,所述电带通滤波器系统包括:
第二电带通滤波器,所述第二电带通滤波器的输入端与第一光电探测器的输出端连接;
所述第二电带通滤波器,被配置为接收所述第一光电探测器输出的由光信号转换为电信号的补偿后信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并将所述经过滤波的补偿后信号发送至所述第一混频器;
第三电带通滤波器,所述第三电带通滤波器的输入端与第二光电探测器的输出端连接;
所述第三电带通滤波器,被配置为接收所述第二光电探测器输出的由光信号转换为电信号的补偿后信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并将所述经过滤波的补偿后信号发送至所述第一混频器。
可选地,所述锁相倍频系统包括:
第二混频器,所述第二混频器的输入端分别与所述第一电带通滤波器的输出端和锁相调谐系统的输出端连接,所述第二混频器的输出端与电低通滤波器的输入端连接;
所述第二混频器,被配置为接收所述第一电带通滤波器传输的滤波混频补偿后信号和所述锁相调谐系统发送的倍频直流相位误差信号,对所述滤波混频补偿后信号和所述倍频直流相位误差信号进行混频,得到经过混频的滤波混频补偿后信号,并将所述经过混频的滤波混频补偿后信号发送至电低通滤波器;
电低通滤波器,所述电低通滤波器的输入端与所述第二混频器的输出端连接,所述电低通滤波器的输出端与锁相调谐系统的输入端连接;
所述电低通滤波器,被配置为接收所述第二混频器传输的经过混频的滤波混频补偿后信号,对所述经过混频的滤波混频补偿后信号进行低通滤波处理,得到直流相位误差信号,并将所述直流相位误差信号发送至锁相调谐系统;
锁相调谐系统,所述锁相调谐系统的输入端与电低通滤波器的输出端连接,所述锁相调谐系统的输出端与第二混频器的输入端连接;
所述锁相调谐系统,被配置为接收所述电低通滤波器传输的直流相位误差信号,对所述直流相位误差信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
可选地,所述锁相调谐系统包括:
晶体振荡器,所述晶体振荡器的输出端与电耦合器的输入端连接,所述晶体振荡器的输入端与电低通滤波器的输出端连接;
所述晶体振荡器,被配置为接收电低通滤波器传输的直流相位误差信号,对所述直流相位误差信号进行相位锁定,得到经过相位锁定的直流相位误差信号,将所述经过相位锁定的直流相位误差信号发送至电耦合器;
电耦合器,所述电耦合器的输出端与锁相介质振荡器系统的输入端连接;
所述电耦合器,被配置为接收所述晶体振荡器传输的经过相位锁定的直流相位误差信号,对所述经过相位锁定的直流相位误差信号进行划分,得到第一直流相位误差信号和第二直流相位误差信号,将所述一直流相位误差信号和所述第二直流相位误差信号发送至所述锁相介质振荡器系统;
锁相介质振荡器系统,所述锁相介质振荡器系统的输入端与电耦合器的输出端连接,所述锁相介质振荡器系统的第一输出端与第二混频器的输入端连接,所述锁相介质振荡器系统的第二输出端与预设的用户终端连接;
所述锁相介质振荡器系统,被配置为接收所述电耦合器传输的第一直流相位误差信号和第二直流相位误差信号,对所述第一直流相位误差信号进行倍频处理,得到第一倍频直流相位误差信号,并将所述第一倍频直流相位误差信号通过第一输出端传输至所述第二混频器,以供所述第二混频器接收的滤波混频补偿后信号和所述第一倍频直流相位误差信号进行混频处理,得到经过混频的滤波混频补偿后信号,对所述第二直流相位误差信号进行倍频处理,得到第二倍频直流相位误差信号,并将所述第二倍频直流相位误差信号作为射频信号通过第二输出端输出至预设的用户终端,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
可选地,所述锁相介质振荡器系统包括:
第一锁相介质振荡器,所述第一锁相介质振荡器的第一输出端与所述第二混频器的输入端连接,所述第一锁相介质振荡器的输入端与所述电耦合器的输出端连接;
所述第一锁相介质振荡器,被配置为接收所述电耦合器传输的第一直流相位误差信号,对所述第一直流相位误差信号进行倍频处理,得到第一倍频直流相位误差信号,并将所述第一倍频直流相位误差信号通过第一输出端传输至所述第二混频器,以供所述第二混频器接收的滤波混频补偿后信号和所述第一倍频直流相位误差信号进行混频处理,得到经过混频的滤波混频补偿后信号;
第二锁相介质振荡器,所述第二锁相介质振荡器的输入端与所述电耦合器的输出端连接;
所述第二锁相介质振荡器,被配置为接收所述电耦合器传输的第二直流相位误差信号,对所述第二直流相位误差信号进行倍频处理,得到第二倍频直流相位误差信号,并将所述第二倍频直流相位误差信号作为射频信号通过第二输出端输出至预设的用户终端,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
可选地,所述光耦合器包括四端口光耦合器。
可选地,所述中心站点设备与所述远端站点设备之间的光纤链路上设有声光调制器,所述远端站点设备包括:
法拉第反射镜,所述法拉第反射镜的输入端与声光调制器的输出端连接,所述法拉第反射镜的输出端与声光调制器的输入端连接;
所述法拉第反射镜,被配置为接收所述声光调制器传输的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声光调制器,以供所述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中心站点设备;
第三光电探测器,所述第三光电探测器的输入端连接所述声光调制器的输出端;
所述第三光电探测器,被配置为接收所述声光调制器发送的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,得到经过拍频的射频信号,并将所述经过拍频的射频信号输出,其中,所述经过拍频的射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
基于同一个发明构思,本申请的第二方面提供一种应用于第一方面所述的光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统的光纤射频信号长距离多站点稳定传输方法,所述系统包括通过光纤链路连接的中心站点设备、至少一个中间站点设备和远端站点设备,其中,所述中间站点设备设置于所述中心站点设备与所述远端站点设备之间,所述方法包括:
利用所述中心站点设备对单频激光源进行移频处理,生成移频信号,将所述移频信号经所述光纤链路传输至所述远端站点设备,并接收所述远端站点设备形成的反射信号,基于所述反射信号对所述移频信号进行相位噪声补偿,将得到的补偿后信号传输至所述中间站点设备;
通过所述远端站点设备接收所述中心站点设备传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,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中心站点设备;
利用所述中间站点设备接收所述中心站点设备传输的补偿后信号,将所述补偿后信号由光信号转换为电信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并对所述经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,将所述经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,对所述滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
从上面所述可以看出,本申请提供的光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统及方法,通过光纤链路将中心站点设备对单频激光源进行移频处理形成的移频信号传输至远端站点设备,并接收远端站点设备形成的反射信号,基于反射信号对移频信号进行相位噪声补偿,将得到的补偿后信号传输至中间站点设备,再利用中间站点设备将经补偿后信号由光信号转换为电信号,对由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并对经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,将经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,对滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,通过中间站点设备使得射频信号的频率与移频信号的频率差值相同,能够满足长距离射频信号传输的稳定传输的需求,保障了长距离多站点射频信号同步精度。
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长距离多站点稳定传输系统结构示意图;
图2为本申请实施例的中心站点设备结构示意图;
图3为本申请实施例的中间站点设备结构示意图;
图4为本申请实施例的远端站点设备结构示意图;
图5为本申请实施例的光纤射频信号长距离多站点稳定传输方法的流程图。
图中:
1、中心站点设备;1-1、马赫曾德尔干涉仪;1-2、移频模块;1-3、第一声光调制器;1-4、第二声光调制器;1-5、第三声光调制器;1-6、迈克尔逊干涉仪;1-7、中心站点设备的法拉第反射镜;1-8、第四光电探测器;1-9、第四电带通滤波器;1-10、第五电带通滤波器;1-11、第一分频器;1-12、第二分频器;1-13、第三混频器;1-14、第四混频器;1-15、第六电带通滤波器;1-16、第七电带通滤波器;1-17、倍频器;
2、远端站点设备;2-1、法拉第反射镜;2-2、第三光电探测器;
3、中间站点设备;3-1、光电探测器系统;3-11、第一光电探测器;3-12、第二光电探测器;3-2、电带通滤波器系统;3-21、第二电带通滤波器;3-22、第三电带通滤波器;3-3、第一混频器;3-4、第一电带通滤波器;3-5、锁相倍频系统;3-51、第二混频器;3-52、电低通滤波器;3-53、锁相调谐系统;3-531、晶体振荡器;3-532、电耦合器;3-533、锁相介质振荡器系统;3-5331、第一锁相介质振荡器;3-5332、第二锁相介质振荡器;
4、光纤链路;
5、光耦合器;
6、声光调制器。
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。
可以理解的是,在使用本申请中各个实施例的技术方案之前,均会通过恰当的方式对所涉及的个人信息的类型、使用范围、使用场景等告知用户,并获得用户的授权。
例如,在响应于接收到用户的主动请求时,向用户发送提示信息,以明确的提示用户,其请求执行的操作将需要获取和使用到用户的个人信息。从而,使得用户可以根据提示信息来自主的选择是否向执行本申请技术方案的操作的电子设备、应用程序、服务器或存储介质等软件或硬件提供个人信息。
作为一种可选的但非限定的实现方式,响应于接受到用户的主动请求,向用户发送提示信息的方式例如可以是弹窗的方式,弹窗中可以以文字的方式呈现提示信息。此外,弹窗中还可以承载供用户选择“同意”或者“不同意”向电子设备提供个人信息的选择控件。
可以理解的是,上述通知和获取用户授权过程仅是示意性的,不对本申请的实现方式构成限定,其他满足相关法律法规的方式也可应用于本申请的实现方式中。
北斗导航定位系统正向多制式天地协同导航定位系统方向发展,单雷达或者天线系统向多雷达组网或者天线连线干涉的方向发展,为了使由上述系统内各种测量设备能够协调一致地工作,必须实现系统的时间和频率的统一。
由于光纤具有抗电磁干扰、大带宽及廉价等优势,使得光纤成为高精密时间频率同步传递的优选介质,然而当光纤传输距离加长时,长距离传递的信号信噪比下降,会导致同步精度恶化,无法保障射频信号传递的稳定度。
基于上述情况,现有技术中针对多站点射频信号同步,通常基于电光强度调制的方式,该这种方式下的信号信噪比受限于调制深度,同时,中间站点处的混频、分频等结构极大恶化了同步射频信号的信噪比,导致长距离多站点射频信号同步精度恶化,依然会对射频信号传递的稳定度造成影响。
基于上述描述,本申请的实施例提供一种光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统。
如图1所示,该光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统包括:通过光纤链路4连接的中心站点设备1、至少一个中间站点设备3和远端站点设备2,其中,所述中间站点设备3设置于所述中心站点设备1与所述远端站点设备2之间,
所述中心站点设备1,被配置为对单频激光源进行移频处理,生成移频信号,将所述移频信号经所述光纤链路4传输至所述远端站点设备2,并接收所述远端站点设备2形成的反射信号,基于所述反射信号对所述移频信号进行相位噪声补偿,将得到的补偿后信号传输至所述中间站点设备3;
所述远端站点设备2,被配置为接收所述中心站点设备1传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,得到反射信号,并将所述反射信号通过所述光纤链路4传输至所述中心站点设备1;
所述中间站点设备3,被配置为接收所述中心站点设备1传输的补偿后信号,将所述补偿后信号由光信号转换为电信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并对所述经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,将所述经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,对所述滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
具体实施时,如图2所示,中心站点设备1包括:1-1、马赫曾德尔干涉仪;1-2、移频模块;1-3、第一声光调制器;1-4、第二声光调制器;1-5、第三声光调制器;1-6、迈克尔逊干涉仪;1-7、中心站点设备的法拉第反射镜;1-8、第四光电探测器;1-9、第四电带通滤波器;1-10、第五电带通滤波器;1-11、第一分频器;1-12、第二分频器;1-13、第三混频器;1-14、第四混频器;1-15、第六电带通滤波器;1-16、第七电带通滤波器;1-17、倍频器;
马赫增德尔干涉仪1-1的输出端连接移频模块1-2的输入端,移频模块1-2输出端第一声光调制器1-3输入端,第一声光调制器1-3输入端连接迈克尔逊干涉仪1-6长臂,第二声光调制器1-4输出端连接迈克尔逊干涉仪长臂的输入端,迈克尔逊干涉仪1-6长臂的输出端连接第三声光调制器1-5输入端,第三声光调制器1-5的光接口连接光纤链路4,迈克尔逊干涉仪1-6短臂输出端连接中心站点设备1的法拉第反射镜1-7输入端,移频模块1-2的输入端连接倍频器1-17的输出端,第一声光调制器1-3的输入端连接第六电带通滤波器的输出端,第二声光调制器1-4的输入端连接第七电带通滤波器1-16的输出端。
中心站点设备1将单频激光源一分为二传递到马赫曾德尔干涉仪1-1的上臂与下臂,在中心站点设备1上下两路光信号经过不同的移频处理,实现上下两路光信号存在频率差值,该频率差值即为要实现远距离同步的目标射频信号频率。两路光合路后部分光经中心站点设备1的法拉第反射镜1-7反射回来,另一部分光经过第三声光调制器1-5进入光纤链路4中,当信号传递到远端站点设备2时,在进入远端站点设备2之前途径声光调制器6。之后部分光通过法拉第反射镜2-1反射回来,经光纤链路4后传输到中心站点设备1的第四光电探测器1-8处,假设单频激光源频率为,其一分为二之后,上路经中心站点设备1的移频模块1-2对其频移量为/>,由本地高稳定参考射频源提供。该信号表达式为:
假设声光调制器6的频移量为,工作在-1阶移频模式(即降低对应经过声光调制器6的信号的频率),第三声光调制器1-5的频移量为/>,工作在+1阶移频模式(即增加对应经过第三声光调制器1-5的信号的频率)。因此,当光纤链路时延抖动为/>时,往返传递后的信号光携带的相位抖动量分别为:
以上往返传递回来的信号光与中心站点设备1的法拉第反射镜1-7反射回来的本地两路光拍频,通过第四电带通滤波器1-9和第五电带通滤波器1-10滤出频率值为和/>的信号,后面进行二分频以及与中心站点设备1的参考射频源混频,最终得到两个含有相位预补充信息的信号,其预补充相位信息为:
两个相预补偿量正好分别是前面相位抖动共轭量的一半,其绝对值为信号经光纤链路4往返传递携带的相位抖动的一半。当补偿后的信号再次传递到远端站点设备2时,将抵消信号经光纤链路4单次传递携带的相位抖动,远端站点设备2得到相位稳定的射频信号,实现射频信号相位同步。
在一些实施例中,如图3所示,所述中心站点设备1与所述远端站点设备2之间的光纤链路4上设有光耦合器5,所述中间站点设备3包括:
光电探测器系统3-1,所述光电探测器系统3-1的输入端与所述光耦合器5连接,所述光电探测器系统3-1的输出端与电带通滤波器系统3-2的输入端连接;
所述光电探测器系统3-1,被配置为接收所述中心站点设备1传输的补偿后信号,对所述补偿后信号进行信号转换,得到由光信号转换为电信号的补偿后信号,并将所述由光信号转换为电信号的补偿后信号发送至所述电带通滤波器系统3-2;
电带通滤波器系统3-2,所述电带通滤波器系统3-2的输入端与光电探测器系统3-1的输出端连接,所述电带通滤波器系统3-2的输出端与第一混频器3-3的输入端连接;
所述电带通滤波器系统3-2,被配置为接收所述光电探测器系统3-1输出的由光信号转换为电信号的补偿后信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并将所述经过滤波的补偿后信号发送至所述第一混频器3-3;
第一混频器3-3,所述第一混频器3-3的输出端与第一电带通滤波器3-4的输入端连接,所述第一混频器3-3的输入端与所述电带通滤波器系统3-2的输出端连接;
所述第一混频器3-3,被配置为接收所述电带通滤波器系统3-2传输的经过滤波的补偿后信号,对所述经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,并将所述经过混频的补偿后信号发送至第一电带通滤波器3-4;
第一电带通滤波器3-4,所述第一电带通滤波器3-4的输出端与锁相倍频系统3-5的输入端连接,所述第一电带通滤波器3-4的输入端与所述第一混频器3-3的输出端连接;
所述第一电带通滤波器3-4,被配置为接收所述第一混频器3-3传输的经过混频的补偿后信号,对所述经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,并将所述滤波混频补偿后信号发送至锁相倍频系统3-5;
锁相倍频系统3-5,所述锁相倍频系统3-5的输入端与所述第一电带通滤波器3-4的输出端连接;
所述锁相倍频系统3-5,被配置为接收所述第一电带通滤波器3-4传输的滤波混频补偿后信号,对所述滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
具体实施时,当光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统内增加多个中间站点设备3时,经光电探测器系统3-1后,通过电带通滤波器系统3-2以及第一混频器3-3混频后,得到频率为的相位稳定射频信号,即:
由于该信号由光电探测器系统3-1、电带通滤波器系统3-2以及第一混频器3-3所得,信噪比大大降低,为了提升信号质量以及输出射频信号频率可调谐,在中间站点设备3处采用锁相倍频系统3-5对所述滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,该射频信号频率值为要实现远距离多站点同步的目标射频信号频率,其表达式为:
。
使得中间站点设备1输出的射频信号的频率与移频信号的频率差值相同,为目标射频信号频率,进而能够满足长距离射频信号传输的稳定传输的需求,保障了长距离多站点射频信号同步精度。
在一些实施例中,如图3所示,所述光电探测器系统3-1包括:
第一光电探测器3-11,所述第一光电探测器3-11的输入端与所述光耦合器5连接,所述第一光电探测器3-11的输出端与电带通滤波器系统3-2的输入端连接;
所述第一光电探测器3-11,被配置为接收所述中心站点设备1传输的补偿后信号,对所述补偿后信号进行信号转换,得到由光信号转换为电信号的补偿后信号,并将所述由光信号转换为电信号的补偿后信号发送至所述电带通滤波器系统3-2;
第二光电探测器3-12,所述第二光电探测器3-12的输入端与所述光耦合器5连接,所述第二光电探测器3-12的输出端与电带通滤波器系统3-2的输入端连接;
所述第二光电探测器3-12,被配置为接收所述中心站点设备1传输的补偿后信号,对所述补偿后信号进行信号转换,得到由光信号转换为电信号的补偿后信号,并将所述由光信号转换为电信号的补偿后信号发送至所述电带通滤波器系统3-2。
具体实施时,由于第一光电探测器3-11和第二光电探测器3-12具有较高的灵敏度和快速响应速度,因此能够使得补偿后信号由光信号可以快速转换为电信号,进而能够保障信号的处理速度。
在一些实施例中,如图3所示,所述电带通滤波器系统3-2包括:
第二电带通滤波器3-21,所述第二电带通滤波器3-21的输入端与第一光电探测器3-11的输出端连接;
所述第二电带通滤波器3-21,被配置为接收所述第一光电探测器3-11输出的由光信号转换为电信号的补偿后信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并将所述经过滤波的补偿后信号发送至所述第一混频器3-3;
第三电带通滤波器3-22,所述第三电带通滤波器3-22的输入端与第二光电探测器3-12的输出端连接;
所述第三电带通滤波器3-22,被配置为接收所述第二光电探测器3-12输出的由光信号转换为电信号的补偿后信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并将所述经过滤波的补偿后信号发送至所述第一混频器3-3。
具体实施时,通过第二电带通滤波器3-21和第三电带通滤波器3-22滤除由光信号转换为电信号的补偿后信号中不需要的低频和高频信号,以保留中间的频率分量,进而能够实现不改变信号的相位和波形,不会引入失真和扭曲信号,从而能够保障信号传输的稳定性。
在一些实施例中,如图3所示,所述锁相倍频系统3-5包括:
第二混频器3-51,所述第二混频器3-51的输入端分别与所述第一电带通滤波器3-4的输出端和锁相调谐系统3-53的输出端连接,所述第二混频器3-51的输出端与电低通滤波器3-52的输入端连接;
所述第二混频器3-51,被配置为接收所述第一电带通滤波器3-4传输的滤波混频补偿后信号和所述锁相调谐系统3-53发送的倍频直流相位误差信号,对所述滤波混频补偿后信号和所述倍频直流相位误差信号进行混频,得到经过混频的滤波混频补偿后信号,并将所述经过混频的滤波混频补偿后信号发送至电低通滤波器3-52;
电低通滤波器3-52,所述电低通滤波器的输入端与所述第二混频器3-51的输出端连接,所述电低通滤波器3-52的输出端与锁相调谐系统3-5的输入端连接;
所述电低通滤波器3-52,被配置为接收所述第二混频器3-51传输的经过混频的滤波混频补偿后信号,对所述经过混频的滤波混频补偿后信号进行低通滤波处理,得到直流相位误差信号,并将所述直流相位误差信号发送至锁相调谐系统3-53;
锁相调谐系统3-53,所述锁相调谐系统3-53的输入端与电低通滤波器3-52的输出端连接,所述锁相调谐系统3-53的输出端与第二混频器3-51的输入端连接;
所述锁相调谐系统3-53,被配置为接收所述电低通滤波器3-52传输的直流相位误差信号,对所述直流相位误差信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
具体实施时,通过第二混频器3-51可以快速将滤波混频补偿后信号和倍频直流相位误差信号进行混频,得到经过混频的滤波混频补偿后信号。
然后通过电低通滤波器3-52滤除经过混频的滤波混频补偿后信号中的高频噪声,从而使信号变得更清晰、更易于分析和处理,得到直流相位误差信号。
最后通过锁相调谐系统3-53将输出的低频的直流相位误差信号锁相倍频至所需射频信号,从而使得中间站点设备1输出的射频信号的频率与移频信号的频率差值相同,为目标射频信号频率,进而能够满足长距离射频信号传输的稳定传输的需求,保障了长距离多站点射频信号同步精度。
在一些实施例中,如图3所示,所述锁相调谐系统3-53包括:
晶体振荡器3-531,所述晶体振荡器3-531的输出端与电耦合器3-532的输入端连接,所述晶体振荡器3-531的输入端与电低通滤波器3-52的输出端连接;
所述晶体振荡器3-531,被配置为接收电低通滤波器3-52传输的直流相位误差信号,对所述直流相位误差信号进行相位锁定,得到经过相位锁定的直流相位误差信号,将所述经过相位锁定的直流相位误差信号发送至电耦合器3-532;
电耦合器3-532,所述电耦合器3-532的输出端与锁相介质振荡器系统3-533的输入端连接;
所述电耦合器3-532,被配置为接收所述晶体振荡器3-531传输的经过相位锁定的直流相位误差信号,对所述经过相位锁定的直流相位误差信号进行划分,得到第一直流相位误差信号和第二直流相位误差信号,将所述一直流相位误差信号和所述第二直流相位误差信号发送至所述锁相介质振荡器系统3-533;
锁相介质振荡器系统3-533,所述锁相介质振荡器系统3-533的输入端与电耦合器3-532的输出端连接,所述锁相介质振荡器系统3-533的第一输出端与第二混频器3-51的输入端连接,所述锁相介质振荡器系统3-533的第二输出端与预设的用户终端连接;
所述锁相介质振荡器系统3-533,被配置为接收所述电耦合器3-532传输的第一直流相位误差信号和第二直流相位误差信号,对所述第一直流相位误差信号进行倍频处理,得到第一倍频直流相位误差信号,并将所述第一倍频直流相位误差信号通过第一输出端传输至所述第二混频器,以供所述第二混频器3-51接收的滤波混频补偿后信号和所述第一倍频直流相位误差信号进行混频处理,得到经过混频的滤波混频补偿后信号,对所述第二直流相位误差信号进行倍频处理,得到第二倍频直流相位误差信号,并将所述第二倍频直流相位误差信号作为射频信号通过第二输出端输出至预设的用户终端,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
具体实施时,为了提升信号质量以及输出射频信号频率可调谐,在中心站点设备1处采用晶体振荡器3-531,其输出经电耦合器3-532一分为二,输送给锁相介质振荡器系统3-533,将输出的低频的直流相位误差信号锁相倍频至所需射频信号,从而使得中间站点设备1输出的射频信号的频率与移频信号的频率差值相同,为目标射频信号频率,进而能够满足长距离射频信号传输的稳定传输的需求,保障了长距离多站点射频信号同步精度。
在一些实施例中,如图3所示,所述锁相介质振荡器系统3-533包括:
第一锁相介质振荡器3-5331,所述第一锁相介质振荡器3-5331的第一输出端与所述第二混频器3-51的输入端连接,所述第一锁相介质振荡器3-5331的输入端与所述电耦合器3-532的输出端连接;
所述第一锁相介质振荡器3-5331,被配置为接收所述电耦合器3-532传输的第一直流相位误差信号,对所述第一直流相位误差信号进行倍频处理,得到第一倍频直流相位误差信号,并将所述第一倍频直流相位误差信号通过第一输出端传输至所述第二混频器3-51,以供所述第二混频器3-51接收的滤波混频补偿后信号和所述第一倍频直流相位误差信号进行混频处理,得到经过混频的滤波混频补偿后信号;
第二锁相介质振荡器3-5332,所述第二锁相介质振荡器3-5332的输入端与所述电耦合器3-532的输出端连接;
所述第二锁相介质振荡器3-5332,被配置为接收所述电耦合器3-532传输的第二直流相位误差信号,对所述第二直流相位误差信号进行倍频处理,得到第二倍频直流相位误差信号,并将所述第二倍频直流相位误差信号作为射频信号通过第二输出端输出至预设的用户终端,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
具体实施时,为了提升信号质量以及输出射频信号频率可调谐,在中心站点设备1处采用晶体振荡器3-531,其输出经电耦合器3-532一分为二,一路输送给第一锁相介质振荡器3-5331,另一路输送给第二锁相介质振荡器3-5332,锁相介质振荡器功能是将晶体振荡器3-531输出的低频信号锁相倍频至所需射频信号。第一锁相介质振荡器3-5331输出频率为,与相位稳定的射频信号混频并低通滤波后,得到直流相位误差信号,并输出给晶体振荡器3-531,实现反馈环路锁定,锁定后,晶体振荡器3-531将继承稳定的相位信息。最后,第二锁相介质振荡器3-5332同样接收来自晶体振荡器3-531的稳定低频信号,并输出同步射频信号,该射频信号频率值为要实现远距离多站点同步的目标射频信号频率/>,其表达式为:
以上锁相环路与第一锁相介质振荡器3-5331、第二锁相介质振荡器3-5332相结合的配置,有效提升了中间站点设备3处输出的射频同步信号信噪比,增加射频信号同步精度。
此外,如需增加射频同步站点,只需要在光纤链路4中配置与上述中间站点设备3相同的设备即可。至此,完成高精度、长距离及多站点间射频频率信号同步。
在一些实施例中,如图3所示,所述光耦合器5包括四端口光耦合器。
具体实施时,当光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统内增加多个中间站点设备3时,只需在节点处增加一个2x2的四端口光耦合器,耦合出链路中双向传输的光信号。
在一些实施例中,如图4所示,所述中心站点设备1与所述远端站点设备2之间的光纤链路4上设有声光调制器6,所述远端站点设备2包括:
法拉第反射镜2-1,所述法拉第反射镜2-1的输入端与声光调制器6的输出端连接,所述法拉第反射镜2-1的输出端与声光调制器6的输入端连接;
所述法拉第反射镜2-1,被配置为接收所述声光调制器6传输的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声光调制器6,以供所述声光调制器6将所述反射信号通过所述光纤链路4传输至所述中心站点设备1;
第三光电探测器2-2,所述第三光电探测器2-2的输入端连接所述声光调制器6的输出端;
所述第三光电探测器2-2,被配置为接收所述声光调制器6发送的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,得到经过拍频的射频信号,并将所述经过拍频的射频信号输出,其中,所述经过拍频的射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
具体实施时,利用法拉第反射镜2-1对第三声光调制器1-5输出的移频信号进行反射,得到反射信号,并通过声光调制器6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三光电探测器2-2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。
基于同一个发明构思,本实施例提出一种应用于上述实施例所述的光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统的光纤射频信号长距离多站点稳定传输方法,如图5所示,所述系统包括通过光纤链路连接的中心站点设备1、至少一个中间站点设备3和远端站点设备2,其中,所述中间站点设备2设置于所述中心站点设备1与所述远端站点设备2之间,所述方法包括:
步骤501,利用所述中心站点设备1对单频激光源进行移频处理,生成移频信号,将所述移频信号经所述光纤链路传输至所述远端站点设备2,并接收所述远端站点设备2形成的反射信号,基于所述反射信号对所述移频信号进行相位噪声补偿,将得到的补偿后信号传输至所述中间站点设备3。
步骤502,通过所述远端站点设备2接收所述中心站点设备1传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,得到反射信号,并将所述反射信号通过所述光纤链路4传输至所述中心站点设备1。
步骤503,利用所述中间站点设备3接收所述中心站点设备1传输的补偿后信号,将所述补偿后信号由光信号转换为电信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并对所述经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,将所述经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,对所述滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
具体实施时,为了提升信号质量以及输出射频信号频率可调谐,在中心站点设备1处进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,该射频信号频率值为要
实现远距离多站点同步的目标射频信号频率,有效提升了中间站点设备3处输出的射频同步信号信噪比,增加射频信号同步精度。
此外,如需增加射频同步站点,只需要在光纤链路4中配置与上述中间站点设备3相同的设备即可。至此,完成高精度、长距离及多站点间射频频率信号同步。
通过上述方案,通过光纤链路4将中心站点设备1对单频激光源进行移频处理形成的移频信号传输至远端站点设备2,并接收远端站点设备2形成的反射信号,基于反射信号对移频信号进行相位噪声补偿,将得到的补偿后信号传输至中间站点设备3,再利用中间站点设备3将经补偿后信号由光信号转换为电信号,对由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并对经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,将经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,对滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,通过中间站点设备使得射频信号的频率与移频信号的频率差值相同,能够满足长距离射频信号传输的稳定传输的需求,保障了长距离多站点射频信号同步精度。
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 (6)
1.一种光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统,其特征在于,包括:通过光纤链路连接的中心站点设备、至少一个中间站点设备和远端站点设备,其中,所述中间站点设备设置于所述中心站点设备与所述远端站点设备之间,
所述中心站点设备,被配置为对单频激光源进行移频处理,生成移频信号,将所述移频信号经所述光纤链路传输至所述远端站点设备,并接收所述远端站点设备形成的反射信号,基于所述反射信号对所述移频信号进行相位噪声补偿,将得到的补偿后信号传输至所述中间站点设备;
所述远端站点设备,被配置为接收所述中心站点设备传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,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中心站点设备;
所述中间站点设备,被配置为接收所述中心站点设备传输的补偿后信号,将所述补偿后信号由光信号转换为电信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并对所述经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,将所述经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,对所述滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同;
所述中间站点设备包括:
光电探测器系统,所述光电探测器系统的输入端与光耦合器连接,所述光电探测器系统的输出端与电带通滤波器系统的输入端连接;
所述光电探测器系统,被配置为接收所述中心站点设备传输的补偿后信号,对所述补偿后信号进行信号转换,得到由光信号转换为电信号的补偿后信号,并将所述由光信号转换为电信号的补偿后信号发送至所述电带通滤波器系统;
电带通滤波器系统,所述电带通滤波器系统的输入端与光电探测器系统的输出端连接,所述电带通滤波器系统的输出端与第一混频器的输入端连接;
所述电带通滤波器系统,被配置为接收所述光电探测器系统输出的由光信号转换为电信号的补偿后信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并将所述经过滤波的补偿后信号发送至所述第一混频器;
第一混频器,所述第一混频器的输出端与第一电带通滤波器的输入端连接,所述第一混频器的输入端与所述电带通滤波器系统的输出端连接;
所述第一混频器,被配置为接收所述电带通滤波器系统传输的经过滤波的补偿后信号,对所述经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,并将所述经过混频的补偿后信号发送至第一电带通滤波器;
第一电带通滤波器,所述第一电带通滤波器的输出端与锁相倍频系统的输入端连接,所述第一电带通滤波器的输入端与所述第一混频器的输出端连接;
所述第一电带通滤波器,被配置为接收所述第一混频器传输的经过混频的补偿后信号,对所述经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,并将所述滤波混频补偿后信号发送至锁相倍频系统;
锁相倍频系统,所述锁相倍频系统的输入端与所述第一电带通滤波器的输出端连接;
所述锁相倍频系统,被配置为接收所述第一电带通滤波器传输的滤波混频补偿后信号,对所述滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同;
所述锁相倍频系统包括:
第二混频器,所述第二混频器的输入端分别与所述第一电带通滤波器的输出端和锁相调谐系统的输出端连接,所述第二混频器的输出端与电低通滤波器的输入端连接;
所述第二混频器,被配置为接收所述第一电带通滤波器传输的滤波混频补偿后信号和所述锁相调谐系统发送的倍频直流相位误差信号,对所述滤波混频补偿后信号和所述倍频直流相位误差信号进行混频,得到经过混频的滤波混频补偿后信号,并将所述经过混频的滤波混频补偿后信号发送至电低通滤波器;
电低通滤波器,所述电低通滤波器的输入端与所述第二混频器的输出端连接,所述电低通滤波器的输出端与锁相调谐系统的输入端连接;
所述电低通滤波器,被配置为接收所述第二混频器传输的经过混频的滤波混频补偿后信号,对所述经过混频的滤波混频补偿后信号进行低通滤波处理,得到直流相位误差信号,并将所述直流相位误差信号发送至锁相调谐系统;
锁相调谐系统,所述锁相调谐系统的输入端与电低通滤波器的输出端连接,所述锁相调谐系统的输出端与第二混频器的输入端连接;
所述锁相调谐系统,被配置为接收所述电低通滤波器传输的直流相位误差信号,对所述直流相位误差信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同;
所述锁相调谐系统包括:
晶体振荡器,所述晶体振荡器的输出端与电耦合器的输入端连接,所述晶体振荡器的输入端与电低通滤波器的输出端连接;
所述晶体振荡器,被配置为接收电低通滤波器传输的直流相位误差信号,对所述直流相位误差信号进行相位锁定,得到经过相位锁定的直流相位误差信号,将所述经过相位锁定的直流相位误差信号发送至电耦合器;
电耦合器,所述电耦合器的输出端与锁相介质振荡器系统的输入端连接;
所述电耦合器,被配置为接收所述晶体振荡器传输的经过相位锁定的直流相位误差信号,对所述经过相位锁定的直流相位误差信号进行划分,得到第一直流相位误差信号和第二直流相位误差信号,将所述一直流相位误差信号和所述第二直流相位误差信号发送至所述锁相介质振荡器系统;
锁相介质振荡器系统,所述锁相介质振荡器系统的输入端与电耦合器的输出端连接,所述锁相介质振荡器系统的第一输出端与第二混频器的输入端连接,所述锁相介质振荡器系统的第二输出端与预设的用户终端连接;
所述锁相介质振荡器系统,被配置为接收所述电耦合器传输的第一直流相位误差信号和第二直流相位误差信号,对所述第一直流相位误差信号进行倍频处理,得到第一倍频直流相位误差信号,并将所述第一倍频直流相位误差信号通过第一输出端传输至所述第二混频器,以供所述第二混频器接收的滤波混频补偿后信号和所述第一倍频直流相位误差信号进行混频处理,得到经过混频的滤波混频补偿后信号,对所述第二直流相位误差信号进行倍频处理,得到第二倍频直流相位误差信号,并将所述第二倍频直流相位误差信号作为射频信号通过第二输出端输出至预设的用户终端,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同;
所述锁相介质振荡器系统包括:
第一锁相介质振荡器,所述第一锁相介质振荡器的第一输出端与所述第二混频器的输入端连接,所述第一锁相介质振荡器的输入端与所述电耦合器的输出端连接;
所述第一锁相介质振荡器,被配置为接收所述电耦合器传输的第一直流相位误差信号,对所述第一直流相位误差信号进行倍频处理,得到第一倍频直流相位误差信号,并将所述第一倍频直流相位误差信号通过第一输出端传输至所述第二混频器,以供所述第二混频器接收的滤波混频补偿后信号和所述第一倍频直流相位误差信号进行混频处理,得到经过混频的滤波混频补偿后信号;
第二锁相介质振荡器,所述第二锁相介质振荡器的输入端与所述电耦合器的输出端连接;
所述第二锁相介质振荡器,被配置为接收所述电耦合器传输的第二直流相位误差信号,对所述第二直流相位误差信号进行倍频处理,得到第二倍频直流相位误差信号,并将所述第二倍频直流相位误差信号作为射频信号通过第二输出端输出至预设的用户终端,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
2.根据权利要求1所述的光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统,其特征在于,所述光电探测器系统包括:
第一光电探测器,所述第一光电探测器的输入端与所述光耦合器连接,所述第一光电探测器的输出端与电带通滤波器系统的输入端连接;
所述第一光电探测器,被配置为接收所述中心站点设备传输的补偿后信号,对所述补偿后信号进行信号转换,得到由光信号转换为电信号的补偿后信号,并将所述由光信号转换为电信号的补偿后信号发送至所述电带通滤波器系统;
第二光电探测器,所述第二光电探测器的输入端与所述光耦合器连接,所述第二光电探测器的输出端与电带通滤波器系统的输入端连接;
所述第二光电探测器,被配置为接收所述中心站点设备传输的补偿后信号,对所述补偿后信号进行信号转换,得到由光信号转换为电信号的补偿后信号,并将所述由光信号转换为电信号的补偿后信号发送至所述电带通滤波器系统。
3.根据权利要求1所述的光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统,其特征在于,所述电带通滤波器系统包括:
第二电带通滤波器,所述第二电带通滤波器的输入端与第一光电探测器的输出端连接;
所述第二电带通滤波器,被配置为接收所述第一光电探测器输出的由光信号转换为电信号的补偿后信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并将所述经过滤波的补偿后信号发送至所述第一混频器;
第三电带通滤波器,所述第三电带通滤波器的输入端与第二光电探测器的输出端连接;
所述第三电带通滤波器,被配置为接收所述第二光电探测器输出的由光信号转换为电信号的补偿后信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并将所述经过滤波的补偿后信号发送至所述第一混频器。
4.根据权利要求1所述的光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统,其特征在于,所述光耦合器包括四端口光耦合器。
5.根据权利要求1所述的光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统,其特征在于,所述中心站点设备与所述远端站点设备之间的光纤链路上设有声光调制器,所述远端站点设备包括:
法拉第反射镜,所述法拉第反射镜的输入端与声光调制器的输出端连接,所述法拉第反射镜的输出端与声光调制器的输入端连接;
所述法拉第反射镜,被配置为接收所述声光调制器传输的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声光调制器,以供所述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中心站点设备;
第三光电探测器,所述第三光电探测器的输入端连接所述声光调制器的输出端;
所述第三光电探测器,被配置为接收所述声光调制器发送的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,得到经过拍频的射频信号,并将所述经过拍频的射频信号输出,其中,所述经过拍频的射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同。
6.一种应用于权利要求1至5任一项所述的光纤射频信号长距离多站点稳定传输系统的光纤射频信号长距离多站点稳定传输方法,其特征在于,所述系统包括通过光纤链路连接的中心站点设备、至少一个中间站点设备和远端站点设备,其中,所述中间站点设备设置于所述中心站点设备与所述远端站点设备之间,所述方法包括:
利用所述中心站点设备对单频激光源进行移频处理,生成移频信号,将所述移频信号经所述光纤链路传输至所述远端站点设备,并接收所述远端站点设备形成的反射信号,基于所述反射信号对所述移频信号进行相位噪声补偿,将得到的补偿后信号传输至所述中间站点设备;
通过所述远端站点设备接收所述中心站点设备传输的移频信号,对所述移频信号进行反射,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中心站点设备;
利用所述中间站点设备接收所述中心站点设备传输的补偿后信号,将所述补偿后信号由光信号转换为电信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并对所述经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,将所述经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,对所述滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同;
所述中间站点设备包括:
光电探测器系统,所述光电探测器系统的输入端与所述光耦合器连接,所述光电探测器系统的输出端与电带通滤波器系统的输入端连接;
所述光电探测器系统,被配置为接收所述中心站点设备传输的补偿后信号,对所述补偿后信号进行信号转换,得到由光信号转换为电信号的补偿后信号,并将所述由光信号转换为电信号的补偿后信号发送至所述电带通滤波器系统;
电带通滤波器系统,所述电带通滤波器系统的输入端与光电探测器系统的输出端连接,所述电带通滤波器系统的输出端与第一混频器的输入端连接;
所述电带通滤波器系统,被配置为接收所述光电探测器系统输出的由光信号转换为电信号的补偿后信号,对所述由光信号转换为电信号的补偿后信号进行滤波,得到经过滤波的补偿后信号,并将所述经过滤波的补偿后信号发送至所述第一混频器;
第一混频器,所述第一混频器的输出端与第一电带通滤波器的输入端连接,所述第一混频器的输入端与所述电带通滤波器系统的输出端连接;
所述第一混频器,被配置为接收所述电带通滤波器系统传输的经过滤波的补偿后信号,对所述经过滤波的补偿后信号进行混频,得到经过混频的补偿后信号,并将所述经过混频的补偿后信号发送至第一电带通滤波器;
第一电带通滤波器,所述第一电带通滤波器的输出端与锁相倍频系统的输入端连接,所述第一电带通滤波器的输入端与所述第一混频器的输出端连接;
所述第一电带通滤波器,被配置为接收所述第一混频器传输的经过混频的补偿后信号,对所述经过混频的补偿后信号进行滤波,得到滤波混频补偿后信号,并将所述滤波混频补偿后信号发送至锁相倍频系统;
锁相倍频系统,所述锁相倍频系统的输入端与所述第一电带通滤波器的输出端连接;
所述锁相倍频系统,被配置为接收所述第一电带通滤波器传输的滤波混频补偿后信号,对所述滤波混频补偿后信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同;
所述锁相倍频系统包括:
第二混频器,所述第二混频器的输入端分别与所述第一电带通滤波器的输出端和锁相调谐系统的输出端连接,所述第二混频器的输出端与电低通滤波器的输入端连接;
所述第二混频器,被配置为接收所述第一电带通滤波器传输的滤波混频补偿后信号和所述锁相调谐系统发送的倍频直流相位误差信号,对所述滤波混频补偿后信号和所述倍频直流相位误差信号进行混频,得到经过混频的滤波混频补偿后信号,并将所述经过混频的滤波混频补偿后信号发送至电低通滤波器;
电低通滤波器,所述电低通滤波器的输入端与所述第二混频器的输出端连接,所述电低通滤波器的输出端与锁相调谐系统的输入端连接;
所述电低通滤波器,被配置为接收所述第二混频器传输的经过混频的滤波混频补偿后信号,对所述经过混频的滤波混频补偿后信号进行低通滤波处理,得到直流相位误差信号,并将所述直流相位误差信号发送至锁相调谐系统;
锁相调谐系统,所述锁相调谐系统的输入端与电低通滤波器的输出端连接,所述锁相调谐系统的输出端与第二混频器的输入端连接;
所述锁相调谐系统,被配置为接收所述电低通滤波器传输的直流相位误差信号,对所述直流相位误差信号进行锁相倍频处理,得到射频信号并输出,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同;
所述锁相调谐系统包括:
晶体振荡器,所述晶体振荡器的输出端与电耦合器的输入端连接,所述晶体振荡器的输入端与电低通滤波器的输出端连接;
所述晶体振荡器,被配置为接收电低通滤波器传输的直流相位误差信号,对所述直流相位误差信号进行相位锁定,得到经过相位锁定的直流相位误差信号,将所述经过相位锁定的直流相位误差信号发送至电耦合器;
电耦合器,所述电耦合器的输出端与锁相介质振荡器系统的输入端连接;
所述电耦合器,被配置为接收所述晶体振荡器传输的经过相位锁定的直流相位误差信号,对所述经过相位锁定的直流相位误差信号进行划分,得到第一直流相位误差信号和第二直流相位误差信号,将所述一直流相位误差信号和所述第二直流相位误差信号发送至所述锁相介质振荡器系统;
锁相介质振荡器系统,所述锁相介质振荡器系统的输入端与电耦合器的输出端连接,所述锁相介质振荡器系统的第一输出端与第二混频器的输入端连接,所述锁相介质振荡器系统的第二输出端与预设的用户终端连接;
所述锁相介质振荡器系统,被配置为接收所述电耦合器传输的第一直流相位误差信号和第二直流相位误差信号,对所述第一直流相位误差信号进行倍频处理,得到第一倍频直流相位误差信号,并将所述第一倍频直流相位误差信号通过第一输出端传输至所述第二混频器,以供所述第二混频器接收的滤波混频补偿后信号和所述第一倍频直流相位误差信号进行混频处理,得到经过混频的滤波混频补偿后信号,对所述第二直流相位误差信号进行倍频处理,得到第二倍频直流相位误差信号,并将所述第二倍频直流相位误差信号作为射频信号通过第二输出端输出至预设的用户终端,其中,所述射频信号的频率与所述移频信号的频率差值相同;
所述锁相介质振荡器系统包括:
第一锁相介质振荡器,所述第一锁相介质振荡器的第一输出端与所述第二混频器的输入端连接,所述第一锁相介质振荡器的输入端与所述电耦合器的输出端连接;
所述第一锁相介质振荡器,被配置为接收所述电耦合器传输的第一直流相位误差信号,对所述第一直流相位误差信号进行倍频处理,得到第一倍频直流相位误差信号,并将所述第一倍频直流相位误差信号通过第一输出端传输至所述第二混频器,以供所述第二混频器接收的滤波混频补偿后信号和所述第一倍频直流相位误差信号进行混频处理,得到经过混频的滤波混频补偿后信号;
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