[發明專利]一種基于數字鑒相的頻標穩相傳輸系統

有效

• 申請號: 201310565930.7
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103560845A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 王錦清;江永琛;顧曉婕;虞林峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海天文臺
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;G01R35/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本發明涉及一種基于數字鑒相的頻標穩相傳輸系統。

背景技術

甚長基線干涉測量（Very?Long?Baseline?Interferometry，VLBI）是分辨率和測量精度極高的一種天文觀測技術，已經在天文觀測及深空探測等領域得到了廣泛應用。基于VLBI的中國VLBI網（Chinese?VLBI?Network，CVN）包括上海、北京、昆明、烏魯木齊四個觀測站。為了實現Ka頻段無相位漂移地干涉測量，需要對本振相位進行更為嚴格控制，例如，為了使得在Ka頻段32GHz獲得1%的干涉損失，需要在接收端達到100秒時3.9E-14頻標穩定度。然而，在現有技術中，在高頻段由于電纜或光纜溫度效應很容易導致本振相位漂移，為此，目前迫切需要為VLBI臺站配備一種頻標穩相傳輸系統，以解決上述問題。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明旨在提供一種基于數字鑒相的頻標穩相傳輸系統，以在高頻段下有效防止本振相位漂移。

本發明所述的一種基于數字鑒相的頻標穩相傳輸系統，該系統包括一信號發送裝置以及與該信號發送裝置連接的信號接收裝置，其中，

所述信號發送裝置包括：

一第一循環器，其一方面接收外部輸入的參考頻標信號，并依次通過一壓控移相器和一第一帶通濾波器向所述信號接收裝置輸出所述參考頻標信號，另一方面依次通過該第一帶通濾波器和壓控移相器接收所述信號接收裝置輸出的雙邊帶信號；

一分頻器，其接收所述參考頻標信號，并通過一第一功率分配器向所述信號接收裝置輸出一分頻信號；以及

一第一混頻器，其將所述參考頻標信號與所述第一循環器輸出的所述雙邊帶信號進行混頻，并通過一第一低通濾波器向一數字鑒相器輸出一調制信號，且所述數字鑒相器還通過一環路低通濾波器與所述壓控移相器連接；

所述信號接收裝置包括：

一第二帶通濾波器，其依次通過一第二循環器和一耦合器向一第二混頻器輸出所述參考頻標信號；

一第二低通濾波器，其向所述第二混頻器輸出所述分頻信號；以及

所述第二混頻器將所述參考頻標信號與所述分頻信號進行混頻，并依次通過所述第二循環器和第二帶通濾波器向所述信號發送裝置輸出所述雙邊帶信號；

其中，所述數字鑒相器對所述調制信號與所述第一功率分配器輸出的所述分頻信號進行比相，并通過所述環路低通濾波器向所述壓控移相器輸出一電壓信號，以使所述壓控移相器補償所述參考頻標信號在所述信號發送裝置與信號接收裝置之間傳輸時產生的相位變化，從而使所述耦合器最終輸出穩定的所述參考頻標信號。

在上述的基于數字鑒相的頻標穩相傳輸系統中，所述信號發送裝置與所述信號接收裝置通過電纜或光纜連接，且所述系統還包括分別連接在所述電纜或光纜兩端的T型接頭。

在上述的基于數字鑒相的頻標穩相傳輸系統中，所述信號發送裝置還包括一與所述第一循環器、第一混頻器以及分頻器連接以輸出所述參考頻標信號的第二功率分配器。

在上述的基于數字鑒相的頻標穩相傳輸系統中，所述信號發送裝置還包括一與所述第二功率分配器的輸入端連接的第三帶通濾波器。

在上述的基于數字鑒相的頻標穩相傳輸系統中，所述信號發送裝置還包括一連接在所述分頻器與所述第一功率分配器之間的第三低通濾波器。

在上述的基于數字鑒相的頻標穩相傳輸系統中，所述信號發送裝置還包括一連接在所述第一低通濾波器與所述數字鑒相器之間的第一放大器。

在上述的基于數字鑒相的頻標穩相傳輸系統中，所述信號發送裝置還包括一連接在所述數字鑒相器與所述環路低通濾波器之間的第二放大器。

由于采用了上述的技術解決方案，本發明利用往返校正的原理，通過信號發送裝置和信號接收裝置，對電纜或光纜的延時變化進行準確測量，并補償這種延時變化，從而避免了在高頻段下由于電纜或光纜溫度效應所導致的本振相位漂移；具體來說，本發明中的信號發送裝置主要通過分頻器將參考頻標信號分頻，再將該參考頻標信號與分頻信號同時發送至電纜或光纜另一端的信號接收裝置，在該信號接收裝置中，先通過第二帶通濾波器和第二低通濾波器分離這兩種信號，然后再利用第二混頻器對這兩種信號進行混頻，從而得到雙邊帶信號，并將該雙邊帶信號通過相同的電纜或光纜回送到信號發送裝置，使其經過第一混頻器和第一低通濾波器后通過數字鑒相器與分頻信號比相，比相產生的相位差將推動壓控移相器，從而補償因電纜或光纜引起的相位變化，進而最終使信號接收裝置得到穩定的參考頻標信號。

附圖說明