[发明专利]一种消除无源相位校正中本振泄露的微波光纤稳相传输方法

说明书

本发明公开了一种消除无源相位校正中本振泄露的微波光纤稳相传输方法。中心站将目标微波信号经调制加载到光信号上向远端节点传输，远端节点将接收的微波信号用功分器分为两路，一路进行三倍频，另一路回传至中心站。在中心站，将接收到的光信号进行光电转换后调制到第三个不同波长的光源上，通过波分复用器再次传送至远端节点进行光电探测和带通滤波，输出的微波信号先与基频信号分量进行混频，经过带通滤波后的和频信号与三倍频信号分量进行混频，经过带通滤波后的差频信号再次与基频信号分量混频，输出的微波信号经过带通滤波后的和频信号通过二分频器进行分频，得到相位稳定的目标微波信号。本发明中微波稳相所需时间短、质量高，并且消除了传统无源相位校正方法中通过混频引入的本振泄露信号。

技术领域

本发明涉及一种微波信号的传输方法，尤其涉及一种消除无源相位校正中本振泄露的微波光纤稳相传输方法，属于微波光子学技术、微波工程技术领域。

背景技术

在射电天文学、深空网络、分布式合成孔径雷达系统、高精度时钟标准分布以及粒子加速器等应用中，接收器使用载波相位进行定位，故要求将基准微波信号或本地振荡器信号以最小的相位变化传输至另一个站点。而微波光子技术具有传输损耗小、带宽大、抗电磁干扰、轻便灵活等特点，但利用光纤传输技术由于受不可控制的环境温度和机械应力变化的影响，导致信号的相位发生随机性的漂移，极大地影响了微波信号的质量。

目前在对微波信号稳相传输的研究主要分为两大类，一是主动相位校正系统，常用方法为通过进行一次信号传输后回传至中心站，提取与中心站本振信号的相位误差来控制光纤的链路参数，以此主动补偿因为外界环境如温度和机械应力等对光纤传输造成的相位抖动。目前较为常见的是通过使用光/电延迟线和压控振荡器等来进行反馈补偿。主要缺点是采用了复杂的电路来进行相位误差的提取，增加了系统的噪声，并且当环境恶劣时，光纤长度的变化可能会超出相位补偿的范围并且稳相的速度相对较慢。二是被动相位校正系统，常用方法是通过电域的混频来被动的消除相位扰动，这种方法避免了较为复杂的相位误差的提取检测和反馈回路，并且稳相速度相对较快。但是这种方法在混频处会存在微波信号自身拍频而引入的本振泄露等问题。(F.Yin,A.Zhang,Y.Dai,T.Ren,K.Xu,J.Li,J.Lin,and G.Tang,“Phase-conjugation-based fast RF phase stabilization forfiber delivery”Opt.Express vol.22,no.1,2014.)

发明内容

鉴于现有技术的以上不足，本发明旨在提供一种消除无源相位校正中本振泄露的微波光纤稳相传输方法，以克服传统主动相位校正稳相方法中相位校正速度较慢的劣势并解决被动相位校正方法中本振泄露的缺陷问题。

为达到上述目的，本发明提供的消除无源相位校正中本振泄露的微波光纤稳相传输方法包括中心站和远端节点，其具体采用的手段为：

一种消除无源相位校正中本振泄露的微波光纤稳相传输方法,其特征在于：通过单模光纤连接的中心站和远端节点，中心站将目标微波信号经过光电调制加载到光信号上，向远端节点传输；

在远端节点中，将接收的微波信号进行光电探测和带通滤波后用功分器分为两路，一路进行三倍频，另一路回传至中心站；在中心站，将接收到的光信号进行光电转换后调制到第三个不同波长的光源上，通过波分复用器再次传送至远端节点进行光电探测和带通滤波，输出的微波信号先与基频信号分量进行混频，经过带通滤波后的和频信号与三倍频信号分量进行混频，经过带通滤波后的差频信号再次与基频信号分量混频，输出的微波信号经过滤波处理后的和频信号通过二分频器进行分频，得到相位稳定的目标微波信号。本发明中微波稳相所需时间短、质量高，并且消除了传统无源相位校正方法中直接混频引入的本振泄露信号；