[發明專利]變頻補償微波頻率傳遞系統及方法

有效

• 申請號: 201711216363.9
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN108011667B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 趙文宇;姜海峰;趙粹臣;閆露露;張首剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: H04B10/2507
• 分類號: H04B10/2507;H04B10/2575;H04B10/50;H04B10/69;H04L7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

1.變頻補償微波頻率傳遞系統，其特征在于，包括：本地端(1)、光纖鏈路(2)和遠地端(3)；本地端(1)和遠地端(3)通過光纖鏈路(2)連接；

本地端(1)包括第一功率分配器(4)、第一混頻器(5)、第一分頻器(6)、第二混頻器(7)、第三混頻器(8)、環路濾波器(9)、第二功率分配器(10)、壓控晶振(11)、第一低噪聲放大器(12)、本地端激光器(13)、第一電光調制器(14)、第一光環形器(15)和第一光電探測器(16)；

本地端激光器(13)的輸出端連接第一電光調制器(14)的入光端口，第一電光調制器(14)的出光端口連接第一光環形器(15)的輸入端口，第一光環形器(15)的輸出端口連接光纖鏈路(2)一端；第一光環形器(15)的反射端口連接第一光電探測器(16)的輸入端；第一光電探測器(16)的輸出端連接第一低噪聲放大器(12)的輸入端，第一低噪聲放大器(12)的輸出端連接第三混頻器(8)的第一輸入端，第三混頻器(8)的輸出端連接第二混頻器(7)的第一輸入端，第二混頻器(7)的輸出端連接環路濾波器(9)的輸入端，環路濾波器(9)的輸出端連接壓控晶振(11)的壓控端口，壓控晶振(11)的輸出端連接第二功率分配器(10)的輸入端，第二功率分配器(10)的第一輸出端連接第一電光調制器(14)的調制端口；

第二功率分配器(10)的第二輸出端第一混頻器(5)的第一輸入端，第一混頻器(5)的輸出端連接第一分頻器(6)的輸入端，第一分頻器(6)的輸出端連接第二混頻器(7)的第二輸入端；

第一功率分配器(4)的輸入端連接參考信號，第一功率分配器(4)的兩個輸出端分別連接第二混頻器(5)的第二輸入端和第三混頻器(8)的第二輸入端。

2.根據權利要求1所述的變頻補償微波頻率傳遞系統，其特征在于，遠地端(3)包括遠地端激光器(17)、第二電光調制器(18)、第二光環形器(19)、第二光電探測器(20)、第二低噪聲放大器(22)和第二分頻器(21)；

第二光環形器(19)的輸入端口連接光纖鏈路(2)的另一端；遠地端激光器(17)的輸出端連接第二電光調制器(18)的入光端口，第二電光調制器(18)的出光端口連接第二光環形器(19)的輸出端口；第二光環形器(19)的反射端口連接第二光電探測器(20)的輸入端，第二光電探測器(20)的輸出端連接第二低噪聲放大器(22)的輸入端，第二低噪聲放大器(22)的輸出端連接第二分頻器(21)的輸入端，第二分頻器(21)的輸出端連接第二電光調制器(18)的調制。

3.變頻補償微波頻率傳遞方法，其特征在于，基于權利要求2所述的變頻補償微波頻率傳遞系統，包括：

1)本地端發射信號E_X(t)由壓控晶振(11)產生，經第二功率分配器(10)分成兩路，第二功率分配器(10)的一路輸入第一混頻器(5)與本地端參考信號E_ref(t)混頻并經過第一分頻器(6)變頻得到近端混頻信號E₁(t)，第二功率分配器(10)的另一路作為傳遞頻率信號調制激光，再經第一光環形器(15)饋入光纖鏈路(2)發送至遠端(3)；

2)本地端所發送信號在遠端經第二光環形器(19)后由第二光電探測器(20)接收，再利用第二低噪聲放大器(22)功率放大后經過第二分頻器(21)變頻，變頻比為Y/X，得到頻率Y微波信號E_Y(t)，E_Y(t)信號調制加載到遠地端激光載波上，經第二光環形器(19)回傳本地端；

3)回傳信號在本地端經第一光環形器(15)及第一低噪聲放大器(12)后與本地參考信號E_ref(t)在第三混頻器(8)中混頻，得到遠端回傳混頻信號E₂(t)，該信號包含傳遞信號在光纖鏈路上引入的相位噪聲；

4)利用第二混頻器(7)將近端混頻信號E₁(t)和遠端回傳混頻信號E₂(t)模擬鑒相，得到對應光纖鏈路引入相位噪聲的誤差量，用環路濾波器(9)濾除信號中的高頻干擾成分后反饋控制壓控晶振(11)，完成微波傳遞的相位預補償；

經過補償的發射信號在遠端恢復出與本地端參考信號E_ref(t)相位同步的頻率信號。