CN114726443A - 微波光子双向时频传输***、装置及方法 - Google Patents

微波光子双向时频传输***、装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114726443A
CN114726443A CN202210180267.8A CN202210180267A CN114726443A CN 114726443 A CN114726443 A CN 114726443A CN 202210180267 A CN202210180267 A CN 202210180267A CN 114726443 A CN114726443 A CN 114726443A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
signal
correction
port
core processor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210180267.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114726443B (zh
Inventor
吕晓萌
赵炳旭
徐敏
陈昌锐
严灵杰
谢翔宇
李希斌
杨烨
龙敏慧
向龙凤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 29 Research Institute
Original Assignee
CETC 29 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 29 Research Institute filed Critical CETC 29 Research Institute
Priority to CN202210180267.8A priority Critical patent/CN114726443B/zh
Publication of CN114726443A publication Critical patent/CN114726443A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114726443B publication Critical patent/CN114726443B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters
    • H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
    • H04B10/5057—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output
    • H04B10/50577—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output to control the phase of the modulating signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers
    • H04B10/6165—Estimation of the phase of the received optical signal, phase error estimation or phase error correction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0682—Clock or time synchronisation in a network by delay compensation, e.g. by compensation of propagation delay or variations thereof, by ranging

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明公开了一种微波光子双向时频传输***、装置及方法，属于微波光子技术领域，包括近端电光互转换***、稳相补偿装置、光纤和远端电光互转换***，近端电光互转换***通过稳相补偿装置、光纤与远端电光互转换***连接。本发明实现信号双向稳相传输，同时利用脉冲信号分时采样的方式实现对相位误差变化量的精准提取，并结合有效算法来控制可调光延时器的延时时间来实现相位误差变化量的补偿，通过这种方式有效提高了时频稳相装置的相位精确度。

Description

微波光子双向时频传输***、装置及方法
技术领域
本发明涉及微波光子技术领域，更为具体的，涉及微波光子双向时频传输***、装置及方法。
背景技术
微波光子时频传输技术以其传输距离长、灵活度高、相位稳定度高等特点在空间观测、射电望远镜、分布式合成孔径雷达、地基无源探测等领域均有广泛应用。多个站点之间需要通过时频传输***来实现站点之间频率和相位的高度同步，从而使站点之间可以联合对信号进行精确合成与处理。随着探测距离变大、精度提高等，对分布式***站点之间的时频同步精度提出了更高要求。
光纤在长距离传输具有体积轻、频带宽、灵活度高、抗干扰能力强等特点，因此成为分布式***各个站点之间时频信号传输的优选方案。但光纤中传输射频信号的相位会随着温度、振动等外界因素产生抖动，主要是由于外界应力、温度等环境因素导致光纤长度的变化从而导致信号传输时延的变化。通过引入相位校正技术，提高不同子阵之间射频信号传输的相位稳定度。传统微波光子时频校正技术，通过鉴相支路来测量、反馈控制相位，补偿传输主路上相位变化。但是传统微波光子时频校正技术无法对于鉴相支路内部产生的相位波动实现测量，因此校正装置中鉴相支路内部产生的相位波动无法使用传统相位校正技术进行补偿。导致传统微波光子时频校正技术难以进一步提高传输***相位稳定度，进一步导致站点之间射频信号相位会随时间进行波动，从而影响整体***相位控制精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对目前光纤时频稳相传输装置存在的无法进行相位自校正，时频传输的相位精确度较低等问题，提供一种微波光子双向时频传输***、装置及方法，有效提高了时频稳相装置的相位稳定度，实现信号双向稳相传输，同时利用脉冲信号分时采样的方式实现对相位误差变化量的精准提取，并结合有效算法来控制光学可调延时器的延时时间来实现相位误差变化量的补偿，通过这种方式有效提高了时频稳相装置的相位精确度。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
一种微波光子双向时频传输***，包括近端电光互转换***、稳相补偿装置、光纤和远端电光互转换***，近端电光互转换***通过稳相补偿装置、光纤与远端电光互转换***连接。
进一步地，所述稳相补偿装置，使用位于近端的光反射器搭建出一个校正支路，利用近端光反射器的测试结果来测量稳相补偿装置内部信号链路的延时抖动与相位变化；通过补偿主路校正信号与支路校正信号的延时差的方式，使得在对于校正主路的补偿过程中，扣除稳相补偿装置内部信号链路的延时抖动与相位变化对于校正主路的影响，消除***内部信号链路带来的相位误差。
进一步地，所述稳相补偿装置包括核心处理器、激光器、光电探测器、环形器、光波分复用器、光功分器、光学可调延时器、光滤波器、光反射器；核心处理器产生脉冲校正信号后进入激光器转换成脉冲校正光信号，校正光信号经过光环形器和光波分复用器后进入光功分器分为两路，分别为支路校正光信号和主路校正光信号；支路校正光信号经第一光反射器返回并经光环形器进入光电探测器中转换为脉冲电信号，再进入核心处理器；主路校正光信号经光学可调延时器进入光纤并传输至远端电光互转换***后，经第二光反射器返回至光电探测器中转换成电信号，再进入核心处理器；由核心处理器对光学可调光延时器的延时量进行调整。
进一步地，所述的远端电光互转换***具备将通过光纤传输过来的主路校正光返回至光纤的功能。
进一步地，在所述核心处理器设有双时差校正模块，核心处理器的双时差校正模块利用光电探测器实时监测回波光脉冲信号并转换成电脉冲信号，记录第一组返回信号即支路校正信号的自发射至返回信号的接收时间t1，记录第二组返回信号即主路校正信号的自发射至返回信号的接收时间t2；计算需校正时间t＝(t2-t1)/2，并由核心处理器对光学可调光延时器的延时量进行调整，光延时调整量为-t，补偿相位变化，从而实现在整个光传输过程中所述光纤中信号光的传输整体时延稳定。
一种稳相补偿装置，包括核心处理器、激光器、光电探测器、光环形器、光波分复用器、光功分器、光学可调延时器、光滤波器和光反射器；核心处理器的输出端口M与激光器的输入端口相连，激光器的光输出端口与光环形器的A端口相连，光环形器的B端口与光波分复用器的E端口相连，光波分复用器的D端口与近端电光互转换***的输出端口相连，光波分复用器的F端口与光功分器的G端口相连，光功分器的H端口与光滤波器的J端口相连，光滤波器的K端口与光反射器相连；光功分器的I端口与光学可调延时器的L端口相连，光学可调延时器的输出端口与长距离光纤相连；光环形器的C端口与光电探测器的光输入端相连，光电探测器的射频输出端口与核心处理器的N端口相连；核心处理器的输出端接入光学可调延时器的电输入端进行反馈控制。
一种微波光子双向时频传输***的实现方法，包括步骤：使用位于近端的光反射器搭建出一个校正支路，利用近端光反射器的测试结果来测量稳相补偿装置内部信号链路的延时抖动与相位变化；通过补偿主路校正信号与支路校正信号的延时差的方式，使得在对于校正主路的补偿过程中，扣除稳相补偿装置内部的延时抖动与相位变化对于校正主路的影响，消除***内部信号链路带来的相位误差。
进一步地，所述校正支路的支路校正信号的流程为：由核心处理器产生电脉冲信号，由激光器进行电光转换为光脉冲信号，光脉冲信号由光环形器的A端口输入并由B端口输出，由光波分复用器实现与主路光信号的合波，实现共光纤合路传输，经光功分器分出支路校正脉冲光信号，经光滤波器滤除杂波后，经近端光反射器返回，再经过光功分器、光波分复用器、光环形器的B端口输入并由C端口输出，进入光电探测器进行光电转换为支路校正电脉冲信号后，进入核心处理器。
进一步地，所述主路校正光信号的流程为：由核心处理器产生电脉冲信号，由激光器进行电光转换为光脉冲信号，光脉冲信号由光环形器的A端口输入并由B端口输出，由光波分复用器实现与主路光信号的合波，实现共光纤合路传输，经光功分器分出主路校正脉冲光信号，传输到远端的光反射器后将校正脉冲光信号返回，再分别经过光功分器、光波分复用器、光环形器的B端口输入并由C端口输出，进入光电探测器后转换为主路校正脉冲电信号后进入核心处理器。
进一步地，在所述核心处理器设有双时差校正算法，用于执行如下流程：核心处理器利用光电探测器实时监测回波电脉冲信号，记录第一组返回信号即支路校正信号的自发射至返回信号的接收时间t1，记录第二组返回信号即主路校正信号的自发射至返回信号的接收时间t2；计算需校正时间t＝(t2-t1)/2，并由核心处理器对光学可调光延时器的延时量进行调整，光延时调整量为-t，补偿相位变化。
进一步地，所述双时差校正算法以软件程序的形式实现，并存储于可读存储介质，由核心处理器运行加载实现。
本发明的有益效果包括：
本发明可用于实现分布式阵列***中射频信号远距离高相位稳定度传输，与传统无自校正装置的时频传输***相比，本***保证在信号的远距离时频信号传输过程中消除***内部信号链路带来的相位误差，保证主光路相位稳定，实现信号的高精度传输，相比于传统单向稳相传输***，应用更加丰富。
本发明实施例中，使用位于近端的光反射器搭建出一个校正支路，利用近端光反射器的测试结果来测量稳相补偿***内部信号链路的延时抖动与相位变化，克服了传统技术不能探测鉴相支路上的相位变化的不足。
本发明实施例中，通过补偿主路校正光信号与支路校正光信号的延时差，使得在对于校正主路的补偿过程中，扣除了稳相补偿***内部信号链路的延时抖动与相位变化对于校正主路的影响，消除***内部信号链路带来的相位误差，进一步的提高了信号在校正主路上进行远距离时频信号传输过程中的精度，提高了主光路相位稳定度，实现信号的高精度传输。
本发明实施例中，通过在近端与远端使用光电互转化模块，在只使用一个校准控制的情况下，实现了双向的稳相传输，相比于传统单向稳相传输***，应用更加丰富。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种基于双时差校正的微波光子双向时频传输***的组成框图；
图2为本发明实施例的一种基于双时差校正的微波光子双向时频传输***的软件工作流程图；
图中，近端电光互转换***1、基于双时差校正的微波光子双向传输***2、长距离光纤3、远端电光互转换***4、核心处理器201、激光器202、光电探测器203、光环形器204、光波分复用器205、光功分器206、光学可调延时器207、光滤波器208、光反射器209。
稳相补偿装置为自命名术语。
具体实施方式
本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
图1是本发明实施例提供一种基于双时差校正的微波光子双向时频传输***的组成框图，包含近端电光互转换***1、稳相补偿装置2、长距离光纤3、远端电光互转换***4；稳相补偿装置2和远端电光互转换***4通过长距离光纤3相连，近端电光互转换***1与稳相补偿装置2相连，近端电光互转换***1产生主路光信号，经过稳相补偿装置2和长距离光纤3，将主路光信号传输至远端电光互转换***4。本发明实施例旨在实现信号的双向传输，即近端电光互转换***将射频信号转换成光载射频信号后，输入稳相补偿装置后，经长距离光纤传输到远端电光互转换***转换成射频信号后输出。同时，也支持射频信号在远端电光互转换***中将输入射频信号转换成光信号后，经长距离光纤传输后，输入稳相补偿装置后，进入近端电光互转换***转换成射频信号输出。在双向射频信号光传输过程中，利用本发明实施例可以达到远端电光互转换***的射频信号和近端电光互转换***的射频信号之间相位同步。
本发明实施例中，在实际应用时，所述稳相补偿装置2包括：核心处理器201、激光器202、光电探测器203、光环形器204、光波分复用器205、光功分器206、光学可调延时器207、光滤波器208和光反射器209。工作流程为：核心处理器201产生脉冲校正信号后进入激光器202转换成脉冲校正光信号，校正光信号经过光环形器204和光波分复用器205后进入光功分器206分为两路，分别为支路校正光信号和主路校正光信号。支路校正光信号在经近端的光反射器209返回并经光环形器204进入光电探测器203中转换为脉冲电信号，再进入核心处理器201。主路校正光信号经光学可调延时器207进入长距离光纤3并传输至远端电光互转换***4后，经位于远端的光反射器(图中未示出)后返回至稳相补偿装置的光电探测器203中转换成电信号，再进入核心处理器201。核心处理器201利用光电探测器203实时监测回波光脉冲信号并转换为电脉冲信号，记录第一组返回信号即支路校正光信号的自发射至返回信号的接收时间t1，记录第二组返回信号即主路校正信号的自发射至返回信号的接收时间t2。计算需校正时间t＝(t2-t1)/2，并由核心处理器201对光学可调光延时器207的延时量进行调整，光延时调整量为-t，从而补偿整个光缆的时延变化，即补偿相位变化，从而实现在整个光传输过程中光纤信号光的传输整体时延稳定。
本发明实施例中，在实际应用时，支路校正光信号的工作流程为：由核心处理器201产生电脉冲信号，由激光器202进行电光转换为光脉冲信号，光脉冲信号由光环形器204的A端口输入并由B端口输出，由光波分复用器205实现与主路光信号的合波，实现共光纤合路传输，经光功分器206分出支路校正脉冲光信号，经光滤波器208滤除杂波后，经近端的光反射器209返回，再经过光功分器206、光波分复用器205、光环形器204的B端口输入并由C端口输出，进入光电探测器203进行光电转换为支路校正电脉冲信号后，进入核心处理器201。
本发明实施例中，在实际应用时，主路校正信号的工作流程为：由核心处理器201产生电脉冲信号，由激光器202进行电光转换为光脉冲信号，光脉冲信号由光环形器204的A端口输入并由B端口输出，由光波分复用器205实现与主路光信号的合波，实现共光纤合路传输，经光功分器206分出主路校正脉冲光信号，经稳相光缆传输到远端后，经滤波器和位于远端的光反射器(图中未示出)，将校正脉冲光信号返回，再分别经过稳相光缆、光功分器206、光波分复用器205、光环形器204的B端口输入并由C端口输出，进入光电探测器203后转换为主路校正脉冲电信号后进入核心处理器201。
本发明实施例中，在实际应用时，所述激光器202，用于实现将核心处理器201产生的电信号转换为光信号，激光器类型202可以是但不限于为直调激光器、外调激光器等。
本发明实施例中，在实际应用时，所述光电探测器203，用于实现将返回的光脉冲信号转换为电脉冲信号，光电探测器203类型可以是但不限于为PIN(Positive-Intrinsic-Negative光电二极管)探测器、APD(Avalanche PhotoDiode雪崩光电二极管)激光器等。
本发明实施例中，在实际应用时，所述核心处理器201的类型可以是但不限于为单片机、FPGA(Field Programmable Gate Array现场可编程门阵列)等。
本发明实施例中，在实际应用时，核心处理器201的输出端口M与激光器202的输入端口相连，激光器202的光输出端口与光环形器204的A端口相连，光环形器204的B端口与光波分复用器205的E端口相连，光波分复用器205的D端口与近端电光互转换***1的输出端口相连，光波分复用器205的F端口与光功分器206的G端口相连，光功分器206的H端口与光滤波器208的J端口相连，光滤波器208的K端口与光反射器209相连。光功分器206的I端口与光学可调延时器207的L端口相连，光学可调延时器207的输出端口与长距离光纤3相连。光环形器204的C端口与光电探测器203的光输入端相连，光电探测器203的射频输出端口与核心处理器201的N端口相连。核心处理器201的输出端接入光学可调延时器207的电输入端进行反馈控制。
本发明实施例中，在实际应用时，核心处理器201由本振源、单片机组成，用于产生电脉冲信号，同时完成实时信号处理功能并通过反馈控制算法控制光学可调延时器207进行时延控制。
本发明实施例中，在实际应用时，激光器202设置为波长为1544.53nm的直调激光器，用于为基于双时差校正的微波光子双向时频传输***提供光学载波。
本发明实施例中，在实际应用时，光电探测器203设置为PIN型光电探测器，用于将射频信号从光域转换至电域。
本发明实施例中，在实际应用时，光环形器204中A端口输入光信号从B端口输出，B端口输入光信号从C端口输出。
本发明实施例中，在实际应用时，光波分复用器205中D端口与E端口输入的光信号合波后从F端口输出，同时此过程可反向进行。
本发明实施例中，在实际应用时，光功分器206中G端口输入的光信号可在H端口输出10％光信号，在I端口输出90％光信号。
本发明实施例中，在实际应用时，光学可调延时器207由机械式可调光延时器形式实现时延补偿。
本发明实施例中，在实际应用时，光滤波器208可滤除波长为非1544.53nm的光波。
本发明实施例中，在实际应用时，光反射器209可对输入光信号进行反射。
本发明实施例中，在实际应用时，核心处理器201产生的校正电脉冲信号，校正电脉冲信号通过激光器202(例如直调激光器)完成电光转换变换为光脉冲信号，随后从环形器204的A端口输入并从B端口输出，随后输入波分复用器205的E端，同时近端电光互转换***1输出的光信号输入波分复用器205的D端，合路成一路光信号从波分复用器205的公共端F输出，随后输入光功分器206分成两路信号，其中支路校正信号从光功分器206的H端(10％)输出进入支路，并经过光滤波器208滤除杂波(非1544.53nm波长)，通过光反射器209从支路返回，并依次经过光滤波器208，光功分器206和波分复用器205，而后从环形器的B端口输入并从C端口输出，此支路校正光信号进入探测器203完成光电转换变换为支路校正脉冲电信号，最后支路校正脉冲电信号进入核心处理器201，可得到来自支路反射的第一组脉冲校正信号回波的接收时间t1。主路校正信号从光功分器206的I端(90％)输出，随后进入长距离光缆，到达远端电光互转换***4中的光滤波器和光反射器(图中未画出)返回，依次经过长距离光纤3、光学可调延时器207、光功分器206、波分复用器205，而后从环形器的B端口输入并从C口输出，此主路校正光信号进入探测器203完成光电转换变换为主路校正脉冲电信号，最后主路校正脉冲电信号进入核心处理器201，可得到来自主路反射的第二组脉冲校正信号回波的接收时间t2。
本发明实施例中，在实际应用时，利用核心处理器201采集得到两次脉冲校正回波信号的接收时间差之后，核心处理器201计算光学可调延时器207(VOD)所需校正时间t＝-(t2-t1)/2，将此信息通过串口传递至光学可调延时器207，通过单片机对光学可调延时器207(VOD)进行实时调整。通过对于时间差的补偿避免了补偿***内部延时变化、相位抖动对于长距离光纤3的补偿的干扰，可以更准确的补偿长距离光纤3由于外界环境变化导致的光传输时间量的变化，实现了从近端电光互转换***1到远端电光互转换***4之间传输光信号的时延稳定，进而实现了近端电光互转换***1到远端电光互转换***4之间射频信号的相位稳定。
本发明实施例中，在实际应用时，传输的射频信号频率为1.8±0.5GHz，射频信号在近端电光互转换***1中转换为光载射频信号(中心波长为1557.36nm，避开校正光信号波长)，之后，此光载射频信号进入基于双时差校正的微波光子双向时频传输***2后，进入长距离光纤3传输至远端电光互转换***4，并在远端电光互转换***4中转换为射频信号，在传输的过程中保证信号时延的高稳定度，保证了近端和远端电光互转换***之间的相位稳定。同时，也支持在远端电光互转换***2中转换为光载射频信号，进入长距离光纤3和基于双时差校正的微波光子双向传输***2后，进入近端电光互转换***1中转换为射频信号，保证了近端电光互转换***和远端电光互转换***之间的相位稳定。
除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种微波光子双向时频传输***，其特征在于，包括近端电光互转换***、稳相补偿装置、光纤和远端电光互转换***，近端电光互转换***通过稳相补偿装置、光纤与远端电光互转换***连接。
2.根据权利要求1所述的微波光子双向时频传输***，其特征在于，所述稳相补偿装置，使用位于近端的光反射器搭建出一个校正支路，利用近端光反射器的测试结果来测量稳相补偿装置内部信号链路的延时抖动与相位变化；通过补偿主路校正信号与支路校正信号的延时差的方式，使得在对于校正主路的补偿过程中，扣除稳相补偿装置内部信号链路的延时抖动与相位变化对于校正主路的影响，消除***内部信号链路带来的相位误差。
3.根据权利要求2所述的微波光子双向时频传输***，其特征在于，所述稳相补偿装置包括核心处理器、激光器、光电探测器、环形器、光波分复用器、光功分器、光学可调延时器、光滤波器、光反射器；
核心处理器产生脉冲校正信号后进入激光器转换成脉冲校正光信号，校正光信号经过光环形器和光波分复用器后进入光功分器分为两路，分别为支路校正光信号和主路校正光信号；
支路校正光信号经第一光反射器返回并经光环形器进入光电探测器中转换为脉冲电信号，再进入核心处理器；
主路校正光信号经光学可调延时器进入光纤并传输至远端电光互转换***后，经第二光反射器返回至光电探测器中转换成电信号，再进入核心处理器；
由核心处理器对光学可调光延时器的延时量进行调整。
4.根据权利要求2所述的微波光子双向时频传输***，其特征在于，所述的远端电光互转换***具备将通过光纤传输过来的主路校正光返回至光纤的功能。
5.根据权利要求3所述的微波光子双向时频传输***，其特征在于，在所述核心处理器设有双时差校正模块，核心处理器的双时差校正模块利用光电探测器实时监测回波光脉冲信号并转换成电脉冲信号，记录第一组返回信号即支路校正信号的自发射至返回信号的接收时间t1，记录第二组返回信号即主路校正信号的自发射至返回信号的接收时间t2；计算需校正时间t＝(t2-t1)/2，并由核心处理器对光学可调光延时器的延时量进行调整，光延时调整量为-t，补偿相位变化，从而实现在整个光传输过程中所述光纤中信号光的传输整体时延稳定。
6.一种稳相补偿装置，其特征在于，包括核心处理器、激光器、光电探测器、光环形器、光波分复用器、光功分器、光学可调延时器、光滤波器和光反射器；核心处理器的输出端口M与激光器的输入端口相连，激光器的光输出端口与光环形器的A端口相连，光环形器的B端口与光波分复用器的E端口相连，光波分复用器的D端口与近端电光互转换***的输出端口相连，光波分复用器的F端口与光功分器的G端口相连，光功分器的H端口与光滤波器的J端口相连，光滤波器的K端口与光反射器相连；光功分器的I端口与光学可调延时器的L端口相连，光学可调延时器的输出端口与长距离光纤相连；光环形器的C端口与光电探测器的光输入端相连，光电探测器的射频输出端口与核心处理器的N端口相连；核心处理器的输出端接入光学可调延时器的电输入端进行反馈控制。
7.一种微波光子双向时频传输***的实现方法，其特征在于，包括步骤：使用位于近端的光反射器搭建出一个校正支路，利用近端光反射器的测试结果来测量稳相补偿装置内部信号链路的延时抖动与相位变化；
通过补偿主路校正信号与支路校正信号的延时差的方式，使得在对于校正主路的补偿过程中，扣除稳相补偿装置内部的延时抖动与相位变化对于校正主路的影响，消除***内部信号链路带来的相位误差。
8.根据权利要求7所述的微波光子双向时频传输***的实现方法，其特征在于，所述校正支路的支路校正信号的流程为：由核心处理器产生电脉冲信号，由激光器进行电光转换为光脉冲信号，光脉冲信号由光环形器的A端口输入并由B端口输出，由光波分复用器实现与主路光信号的合波，实现共光纤合路传输，经光功分器分出支路校正脉冲光信号，经光滤波器滤除杂波后，经近端光反射器返回，再经过光功分器、光波分复用器、光环形器的B端口输入并由C端口输出，进入光电探测器进行光电转换为支路校正电脉冲信号后，进入核心处理器。
9.根据权利要求7或8所述的微波光子双向时频传输***的实现方法，其特征在于，所述主路校正光信号的流程为：由核心处理器产生电脉冲信号，由激光器进行电光转换为光脉冲信号，光脉冲信号由光环形器的A端口输入并由B端口输出，由光波分复用器实现与主路光信号的合波，实现共光纤合路传输，经光功分器分出主路校正脉冲光信号，传输到远端的光反射器后将校正脉冲光信号返回，再分别经过光功分器、光波分复用器、光环形器的B端口输入并由C端口输出，进入光电探测器后转换为主路校正脉冲电信号后进入核心处理器。
10.根据权利要求9所述的微波光子双向时频传输***的实现方法，其特征在于，在所述核心处理器设有双时差校正算法，用于执行如下流程：
核心处理器利用光电探测器实时监测回波电脉冲信号，记录第一组返回信号即支路校正信号的自发射至返回信号的接收时间t1，记录第二组返回信号即主路校正信号的自发射至返回信号的接收时间t2；
计算需校正时间t＝(t2-t1)/2，并由核心处理器对光学可调光延时器的延时量进行调整，光延时调整量为-t，补偿相位变化。
11.根据权利要求10所述的微波光子双向时频传输***的实现方法，其特征在于，所述双时差校正算法以软件程序的形式实现，并存储于可读存储介质，由核心处理器运行加载实现。
CN202210180267.8A 2022-02-25 2022-02-25 微波光子双向时频传输***、装置及方法 Active CN114726443B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210180267.8A CN114726443B (zh) 2022-02-25 2022-02-25 微波光子双向时频传输***、装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210180267.8A CN114726443B (zh) 2022-02-25 2022-02-25 微波光子双向时频传输***、装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114726443A true CN114726443A (zh) 2022-07-08
CN114726443B CN114726443B (zh) 2023-09-19

Family

ID=82235694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210180267.8A Active CN114726443B (zh) 2022-02-25 2022-02-25 微波光子双向时频传输***、装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114726443B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102299743A (zh) * 2011-09-23 2011-12-28 中国科学院国家授时中心 光纤时间传递传输时间延迟的后置补偿方法
CN103701529A (zh) * 2013-12-09 2014-04-02 北京邮电大学 一种宽带的信号时延稳定传输方法和***
CN103716090A (zh) * 2013-12-09 2014-04-09 北京邮电大学 一种稳频传输方法和***
US20190081771A1 (en) * 2016-08-30 2019-03-14 Finisar Corporation Bi-directional transceiver with time synchronization
CN112187361A (zh) * 2020-08-21 2021-01-05 扬州船用电子仪器研究所(中国船舶重工集团公司第七二三研究所) 基于光纤稳相传输的空间发射相参合成***
CN113114378A (zh) * 2021-04-21 2021-07-13 中国电子科技集团公司第三十四研究所 一种基于rof链路的高精度射频稳相***
CN113346950A (zh) * 2021-06-07 2021-09-03 浙江大学 一种宽带射频信号光纤稳相传输***装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102299743A (zh) * 2011-09-23 2011-12-28 中国科学院国家授时中心 光纤时间传递传输时间延迟的后置补偿方法
CN103701529A (zh) * 2013-12-09 2014-04-02 北京邮电大学 一种宽带的信号时延稳定传输方法和***
CN103716090A (zh) * 2013-12-09 2014-04-09 北京邮电大学 一种稳频传输方法和***
US20190081771A1 (en) * 2016-08-30 2019-03-14 Finisar Corporation Bi-directional transceiver with time synchronization
CN112187361A (zh) * 2020-08-21 2021-01-05 扬州船用电子仪器研究所(中国船舶重工集团公司第七二三研究所) 基于光纤稳相传输的空间发射相参合成***
CN113114378A (zh) * 2021-04-21 2021-07-13 中国电子科技集团公司第三十四研究所 一种基于rof链路的高精度射频稳相***
CN113346950A (zh) * 2021-06-07 2021-09-03 浙江大学 一种宽带射频信号光纤稳相传输***装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOSEF VOJTECH等: "Simultaneous transmission of accurate time in parallel with stable optical frequency in real fibre network over 612 km" *
张岩等: "光纤链路高精度时频传输及延迟补偿技术研究", pages 1 - 2 *
梁双有;张健康;李立中;: "光纤时间传输及相位补偿", no. 02 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114726443B (zh) 2023-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102857300B (zh) 雷达基准频率信号长距离传输的微波光纤链路装置
CN102854360B (zh) 光纤电流互感器传输光谱的稳定控制装置
CN102215104A (zh) 基于延迟锁相环的微波信号远距离稳相光纤传输装置
CN104122542A (zh) 一种激光测距的校准方法、校准装置及测量仪器
CN106877930A (zh) 高精度光纤频率传输***
CN102540170A (zh) 基于双波长激光管相位测量的校准方法及其测距装置
US20220365214A1 (en) On-chip monitoring and calibration circuits for frequency modulated continuous wave lidar
JPH01291141A (ja) 光ファイバ分散特性測定方式
CN110995341B (zh) 基于光载微波干涉的光纤时延测量方法及装置
CN104035099A (zh) 基于双发双收相位测量的校准方法及其测距装置
CN204044355U (zh) 一种激光测距的校准装置及测量仪器
CN111740784B (zh) 基于电光调制的微波光子复合调制合成极窄脉冲产生***
CN112332205B (zh) 基于光学干涉成像的收发一体光纤激光阵列相干合成***
CN114754689A (zh) 一种基于双电光外差调制的相位式距离测量装置及方法
CN113391136A (zh) 一种基于固定低频检测的微波光子频率测量装置及方法
CN104377533B (zh) 基于相移光栅进行频率自稳定的光电振荡器
CN114726443B (zh) 微波光子双向时频传输***、装置及方法
CN114696899B (zh) 基于多频外差原理和光载微波干涉的距离测量方法
CN112260759B (zh) 一种双向同源相参微波光纤稳相传输***
CN202649463U (zh) 基于双波长激光管相位测量的校准装置
CN113098623B (zh) 基于光学主动补偿的光纤相位同步***
CN115452014A (zh) 一种噪声抑制的多参考臂结构频分复用的光频域反射计
CN112129229B (zh) 基于光电振荡器的准分布式位移测量装置和方法
CN112432764B (zh) 光器件宽带频率响应测量方法及装置
CN114189281B (zh) 基于频域相位联合的光延时测量方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant