[發(fā)明專利]一種零差相干探測(cè)單元中高精度鑒頻鑒相方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010038347.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN111147072B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洋;佟首峰;常帥;宋延嵩;董巖;南航;張鵬;于笑楠;安喆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長春理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H03L7/087
• 分類號(hào): H03L7/087
• 代理公司: 成都時(shí)譽(yù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51250
• 代理人: 李雙

1.一種零差相干探測(cè)單元中高精度鑒頻鑒相方法，其特征在于，包括以下步驟，

S1：將信號(hào)光與本振光相干混頻，輸出鑒頻信號(hào)，對(duì)鑒頻信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)整形，對(duì)處理后的鑒頻信號(hào)進(jìn)行下變頻采集獲取初始頻差信息，執(zhí)行S2；

S2：判斷頻率差是否位于鑒相帶寬內(nèi)，若否，執(zhí)行S3，若是，執(zhí)行S4；

S3：將鑒別出來的初始頻差信息作為調(diào)節(jié)量，拉小頻率，直至頻率差進(jìn)入到鑒相帶寬內(nèi)，執(zhí)行S2；

S4：輸出反饋信號(hào)，停止鑒頻，執(zhí)行S5；

S5：將信號(hào)光與本振光相干混頻，輸出兩路鑒相信號(hào)，對(duì)鑒相信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)整形，獲得兩路相位相位差90°的電信號(hào)，執(zhí)行S6；

S6：將一路電信號(hào)經(jīng)過延遲與另一路電信號(hào)做異或運(yùn)算，獲得信號(hào)光與本振光相對(duì)方向及二倍頻差，對(duì)二倍頻差進(jìn)行下變頻，獲取頻差信息，對(duì)頻率進(jìn)行積分運(yùn)算，獲取相位差信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種零差相干探測(cè)單元中高精度鑒頻鑒相方法，其特征在于，所述S1和/或S5中進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)整形由依次連接的平衡探測(cè)器、放大器及限幅放大器完成，信號(hào)光與本振光相干混頻后的信號(hào)輸出至平衡探測(cè)器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種零差相干探測(cè)單元中高精度鑒頻鑒相方法，其特征在于，所述S1中使用可編程門陣列進(jìn)行下變頻采集獲取初始頻差信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種零差相干探測(cè)單元中高精度鑒頻鑒相方法，其特征在于，所述S4具體包括以下步驟，

S41：將信號(hào)光與本振光相干混頻，輸出兩路鑒相信號(hào)，對(duì)鑒相信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)整形，將一路電信號(hào)經(jīng)過延遲與另一路電信號(hào)做異或運(yùn)算，獲得二倍頻信號(hào)，對(duì)二倍頻信號(hào)進(jìn)行整形濾波，將整形濾波后的二倍頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，執(zhí)行S42；

S42：可編程門陣列獲取二倍頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)，停止鑒頻輸出，執(zhí)行S5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種零差相干探測(cè)單元中高精度鑒頻鑒相方法，其特征在于，所述S5具體包括以下步驟，

S51：將信號(hào)光和本振光進(jìn)行混頻，輸出四路相位差0°、180°、90°、270°的混頻光束，相位差0°和180°的混頻光組成一路鑒相信號(hào)，相位差90°和270°的混頻光組成另一路鑒相信號(hào)，執(zhí)行S32；

S52：分別對(duì)兩路鑒相信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)整形，獲得兩路相位相位差90°的電信號(hào)，執(zhí)行S6。

6.一種零差相干探測(cè)單元中高精度鑒頻鑒相系統(tǒng)，其特征在于，包括：光混頻器，將信號(hào)光和本振光進(jìn)行混頻，輸出鑒頻信號(hào)，還用于將信號(hào)光和本振光進(jìn)行混頻，輸出兩路鑒相信號(hào)；

第一信號(hào)整形單元(1)，用于對(duì)鑒頻信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)整形，還用于對(duì)一路鑒相信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)整形，輸出第一路電信號(hào)；

第二信號(hào)整形單元(2)，用于對(duì)另一路鑒相信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)整形，輸出第二路電信號(hào)；

鑒頻器，用于對(duì)經(jīng)第一信號(hào)整形單元(1)處理后的鑒頻信號(hào)進(jìn)行下變頻采集獲取初始頻差信息；

方向判斷單元(3)，用于延遲第二路信號(hào)并將第一路信號(hào)和第二路信號(hào)做異或運(yùn)算，獲得信號(hào)光與本振光相對(duì)方向及二倍頻信號(hào)；

反饋單元(4)，用于將方向判斷單元(3)輸出的二倍頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并反饋至鑒頻器；

鑒相單元(5)，用于二倍頻信號(hào)分頻后得到頻率差，并進(jìn)行積分運(yùn)算，獲取相位差信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種零差相干探測(cè)單元中高精度鑒頻鑒相系統(tǒng)，其特征在于，所述第一信號(hào)整形單元(1)和/或第二信號(hào)整形單元(2)包括依次連接的平衡探測(cè)器、放大器及限幅放大器，所述光混頻器的輸出與平衡探測(cè)器的輸入端連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種零差相干探測(cè)單元中高精度鑒頻鑒相系統(tǒng)，其特征在于，所述方向判斷單元(3)包括延遲子單元及異或門，所述第一信號(hào)整形單元(1)的輸出端與異或門的一個(gè)輸入端連接，所述第二信號(hào)整形單元(2)的輸出端與異或門的另一個(gè)輸入端連接，所述異或門的輸出端與反饋單元(4)的輸入端及鑒相單元(5)的輸入端連接。