[发明专利]微波光子双向时频传输系统、装置及方法

说明书

本发明公开了一种微波光子双向时频传输系统、装置及方法，属于微波光子技术领域，包括近端电光互转换系统、稳相补偿装置、光纤和远端电光互转换系统，近端电光互转换系统通过稳相补偿装置、光纤与远端电光互转换系统连接。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。

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系统、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系统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，对分布式系统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，因此成为分布式系统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系统相位稳定度，进一步导致站点之间射频信号相位会随时间进行波动，从而影响整体系统相位控制精度。

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系统、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系统，包括近端电光互转换系统、稳相补偿装置、光纤和远端电光互转换系统，近端电光互转换系统通过稳相补偿装置、光纤与远端电光互转换系统连接。

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，消除系统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系统后，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系统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。