[發明專利]一種基于數字模擬雙補償的全頻段時頻傳遞噪聲抑制方法及裝置

在審

• 申請號: 202310414358.8
• 申請日: 2023-04-18
• 公開（公告）號: CN116582190A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 羅斌;陳子揚;馬攀學;于東睿;金子弋;喻松;郭弘
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學;北京大學
• 主分類號: H04B10/69
• 分類號: H04B10/69;H04B10/25;H04B10/50;H04J14/02;H04B10/61
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于數字模擬雙補償的全頻段時頻傳遞噪聲抑制方法及裝置，其步驟包括：1)將原子鐘作為頻率基準輸入至高精度數字移相器再輸入至倍頻器，前者作為后續數字主動補償的載體，后者與被動補償模塊通過下混頻輸出信號至近端鎖定模塊；2)近端鎖定模塊根據輸入的參考信號通過鑒相并反饋至激光器實現重復頻率與參考信號鎖定；3)完成鎖定的激光器通過密集波分復用和光放大器使其通過光纖傳至遠端；4)傳至遠端的光信號經過光電轉換變為電信號，將該信號鎖定至遠端光梳，并將完成鎖定的遠端光梳信號以同樣的方式不同的波道回傳至近端，最后將回傳信號分為兩路分別由于數字補償和模擬補償；5)上述回傳信號其中一路通過鑒相模塊與近端光梳進行鑒相并進行相位數據采集，進而通過高精度數字移相器進行數字補償；6)另外一路則通過被動補償模塊與倍頻器進行下混頻進行模擬補償并得到用于近端鎖定的參考信號。

技術領域

本發明涉及信息科學中時間頻率傳遞和測量領域，尤其涉及一種數字模擬雙補償的全頻段時頻傳遞噪聲抑制方法及裝置。

背景技術

近些年來，光學頻率梳在時間頻率傳遞領域得到了飛速的發展，由于光學頻率梳具有大量等(頻率)間隔的相干譜線和有較高的光譜分辨率，且光學頻率梳的重復頻率是可控的，我們可以利用光學頻率梳的這些特性進行時間頻率信息的傳遞，通過光-微波同步技術將頻率基準同步至光學頻率梳上，然后光信號再通過光纖鏈路或空間光路進行傳遞，再經過一系列處理即可得到所傳遞的時間頻率信息，而在攜帶著時間頻率信息的光梳信號在整個系統傳遞過程中會引入各種噪聲(如ASE噪聲、散粒噪聲等)和鏈路漂移以及各種非線性效應。這些因素都會對傳遞信號的相位信息造成影響，導致引入過量的相位噪聲，而相位噪聲是直接與信號的穩定度相聯系的，故接收信號的穩定度也會變差。針對上述內容人們研究出各種針對噪聲和鏈路漂移的抑制和補償技術。

其中常用的方法是主動補償，即系統將信號傳至遠端，再經過同一鏈路從遠端回傳至近端，將回傳端與近端進行鑒相即可得到二倍的鏈路漂移，從而通過數字移相器進行一倍鏈路的補償從而使得遠端信號的鏈路漂移被抵消掉。此方法可有效抑制鏈路漂移可以使得信號的長期穩定度得到改善，但不能很好的抑制各種噪聲，傳遞的信號的短期穩定度卻得不到很好的改善。

發明內容

為了解決如上問題，本發明提出一種基于基于數字模擬雙補償的全頻段時頻傳遞噪聲抑制方法及裝置。通過數字補償模塊補償鏈路漂移，改善傳遞信號長穩；模擬模塊抑制系統噪聲，改善傳遞信號短穩。從而實現全頻段高穩定度是時頻信號的傳遞。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于基于數字模擬雙補償的全頻段時頻傳遞噪聲抑制方法及裝置，包括以下步驟：

1)首先原子鐘作為基準，作為參考信號輸入給高精度數字移相器，另一方面高精度數字移相器可由程序控制可以實時控制輸入信號的相位，程序根據數據采集模塊得到數據，從而控制高精度數字移相器對鏈路漂移進行補償。同時高精度數字移相器的輸出作為倍頻器的輸入參考。

2)倍頻器以通過高精度數字數字移相器的信號作為參考，實現二倍頻，目的是為了與被動補償模塊中的回傳的信號進行下混頻，一方面是通過被動補償達到抑制噪聲的效果，另一方面下混頻之后經過帶通濾波器可以得到光學頻率梳鎖定所需要的微波信號。

3)以上得到的微波信號與光學頻率梳分別作為FLOM-PD(光纖環路光學-微波鑒相

器)的兩個輸入信號，從而實現光信號與微波信號的鑒相，然后FLOM-PD的輸出經過低通濾波器即可得到二者的誤差信號。該誤差信號作為PID的輸入信號。通過反饋控制系統從而實現光學頻率梳與微波信號同步即鎖定。