一種微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種微波頻率信號被動式傳輸系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：發(fā)射裝置，用于將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號同時(shí)調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸；接收補(bǔ)償裝置，利用接收并解調(diào)后得到的帶有光纖相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，對光纖引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。本發(fā)明的技術(shù)方案補(bǔ)充完善了微波頻率信號主動式傳輸技術(shù)，結(jié)合本發(fā)明的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)微波頻率信號的網(wǎng)絡(luò)化傳輸，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
【專利說明】一種微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種微波頻率信號的被動傳輸系統(tǒng)及方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]當(dāng)前，時(shí)間頻率系統(tǒng)的研究及應(yīng)用主要有3個(gè)大方向。一是時(shí)間頻率源的制備，用于提供時(shí)間的基/標(biāo)準(zhǔn)。二是時(shí)間頻率的傳輸系統(tǒng)，有了好的參考源，還需要將時(shí)間頻率準(zhǔn)確的發(fā)布出去。因此時(shí)間頻率傳輸系統(tǒng)的好壞，直接決定了用戶端接收到的時(shí)間頻率信號的質(zhì)量。而這一問題在超長距離的時(shí)間頻率信號傳輸中尤其重要。三是時(shí)間頻率信號的接收，目前這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，例如GPS接收機(jī)之類。
[0003]對于提供時(shí)間頻率源的基準(zhǔn)鐘，經(jīng)過國際上多年的研究，基準(zhǔn)鐘的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度已經(jīng)很高。例如目前國際上最好的原子鐘天穩(wěn)定度已經(jīng)可以達(dá)到IO-16量級。對于時(shí)間頻率的傳輸系統(tǒng)，目前超長基線微波頻率信號的傳輸與同步所采用的方法主要有搬運(yùn)鐘法、衛(wèi)星共視法(CV)、衛(wèi)星雙向時(shí)間頻率傳遞法(TWSTFT)等。其中，除了搬運(yùn)鐘法，其他幾種方法都要依賴衛(wèi)星的傳遞。
[0004]但是，目前這些傳輸方法的天穩(wěn)定度只能達(dá)到10_15量級，無法滿足時(shí)間頻率信號的精確傳輸與比對的要求。例如，如果要傳輸國際上最好的微波頻率信號，則傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定度應(yīng)當(dāng)優(yōu)于該原子鐘的穩(wěn)定度(IO-16/天)。
[0005]本發(fā)明 申請人:的另一個(gè)已公開專利(申請公布號:CN102307087A)介紹了一種通過光纖實(shí)現(xiàn)超長基線(距離)的微波頻率信號傳輸?shù)南到y(tǒng)及方法。該微波頻率傳輸系統(tǒng)采用了主動式補(bǔ)償光纖鏈路相位噪聲的方法，通過對光纖傳輸鏈路的相位噪聲的補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了高精度、高穩(wěn)定度的微波頻率信號的超長距離傳輸，其天穩(wěn)定度已可以達(dá)到10_18/天的量級。在這種微波頻率信號光纖傳輸系統(tǒng)中，微波頻率信號的發(fā)射裝置和中繼補(bǔ)償傳輸裝置可以將相位鎖定于發(fā)射端基準(zhǔn)鐘的某頻率微波頻率信號向外傳遞，使得在后續(xù)的光纖傳輸鏈路中的每一個(gè)中繼補(bǔ)償傳輸裝置和接收裝置都能夠得到相位鎖定于發(fā)射端基準(zhǔn)鐘的微波頻率信號(即復(fù)現(xiàn)出發(fā)射端的微波頻率信號)。
[0006]為了解決以上傳輸系統(tǒng)及方法中在光纖鏈路中任意位置提取微波頻率信號的問題，本發(fā)明 申請人:在另一已公開專利(申請公布號:CN102307088A)提出了一種微波頻率信號接收系統(tǒng)及方法，在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)墓饫w傳輸系統(tǒng)中通過將沿相反方向傳播的光信號各耦合出來一部分并解調(diào)出微波信號，然后對解調(diào)出的微波信號進(jìn)行相應(yīng)處理，最終復(fù)現(xiàn)出所需的高品質(zhì)微波頻率信號。
[0007]以上發(fā)明提出的系統(tǒng)與方法均建立在由微波頻率信號發(fā)射裝置對光纖相位噪聲進(jìn)行主動補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上。然而，為了構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的微波頻率信號傳輸方案，還需要提出另一種在接收端被動補(bǔ)償光纖鏈路相位噪聲的傳輸系統(tǒng)及方法，進(jìn)而滿足實(shí)際應(yīng)用中不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與傳輸要求，并與以上發(fā)明提出的方法相結(jié)合共同實(shí)現(xiàn)微波頻率信號的網(wǎng)絡(luò)化傳輸。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)及方法，在接收端補(bǔ)償光纖鏈路相位噪聲，從而實(shí)現(xiàn)微波頻率信號長距離網(wǎng)絡(luò)化傳輸?shù)南到y(tǒng)及方法。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種微波頻率信號被動式傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:發(fā)射裝置，用于產(chǎn)生相位鎖定于同一頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，并將該標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號同時(shí)調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸；接收補(bǔ)償裝置，用于接收從發(fā)射裝置傳輸?shù)男盘枺瑢邮盏男盘栠M(jìn)行解調(diào)后得到帶有光纖相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波信號，對光纖引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
[0010]優(yōu)選地，在發(fā)射裝置將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號分別調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸通過以下方式實(shí)現(xiàn):分別產(chǎn)生兩個(gè)相位鎖定于同一頻率參考源的微波頻率信號和f2，兩信號頻率與f2存在f\=3f2的關(guān)系，其中頻率為的信號稱為標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號，頻率為f2的信號稱為輔助微波頻率信號，將兩頻率信號分別調(diào)制在不同信道的光信號上，進(jìn)而通過同一光纖進(jìn)行傳輸，然后在接收補(bǔ)償裝置，利用所述輔助微波頻率信號，對所述標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。。
[0011]優(yōu)選地，在接收補(bǔ)償裝置被動補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲通過下述方式實(shí)現(xiàn):在接收補(bǔ)償裝置對接收的信號進(jìn)行解調(diào)，分別得到帶有光纖相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，將解調(diào)得到的輔助微波頻率信號重新調(diào)制到與所述光信號所在的信道不同的另一信道的光信號上，通過上述同一光纖傳回發(fā)射裝置，并從發(fā)射裝置再次返回接收補(bǔ)償裝置，對再次返回接收補(bǔ)償裝置的輔助微波頻率信號進(jìn)行解調(diào)，然后與解調(diào)得到的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號進(jìn)行混頻，由此實(shí)現(xiàn)光纖引入相位噪聲的被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
[0012]優(yōu)選地，所述發(fā)射裝置進(jìn)一步包括:傳輸部，用于生成相位鎖定于同一頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號和輔助微波頻率信號，并經(jīng)過放大后分別調(diào)制到不同波長的兩個(gè)激光器，經(jīng)過光纖耦合器后進(jìn)入同一光纖同時(shí)進(jìn)行傳輸；信號返回部，用于接收由接收補(bǔ)償裝置返回的輔助微波頻率信號，并經(jīng)過光放大后耦合進(jìn)入上述同一光纖再次傳輸。
[0013]優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括:監(jiān)視部，用于在發(fā)射裝置利用密集波分復(fù)用技術(shù)DffDM探測各接收補(bǔ)償裝置反向傳輸?shù)妮o助微波頻率信號，從而監(jiān)視各傳輸鏈路工作情況。
[0014]優(yōu)選地，所述接收補(bǔ)償裝置進(jìn)一步包括:信號探測部，用于接收并解調(diào)經(jīng)過光纖鏈路傳輸?shù)膸в邢辔辉肼暤臉?biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，然后進(jìn)行功率放大；信號復(fù)現(xiàn)部，用于將輔助微波頻率信號經(jīng)過同一光纖鏈路傳輸返回發(fā)射裝置，并由上述發(fā)射裝置中信號返回部再次返回接收補(bǔ)償裝置，最終通過將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與返回后的輔助微波頻率信號混頻，實(shí)現(xiàn)對光纖鏈路相位噪聲的被動補(bǔ)償。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種微波頻率信號被動式傳輸方法，該方法包括步驟:在發(fā)射裝置將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號同時(shí)調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸；利用接收補(bǔ)償裝置接收并解調(diào)得到帶有光纖相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，對光纖引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
[0016]優(yōu)選地，在發(fā)射裝置將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號分別調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸通過以下方式實(shí)現(xiàn):分別產(chǎn)生兩個(gè)相位鎖定于同一頻率參考源的微波頻率信號與f2，兩信號頻率與f2存在f\=3f2的關(guān)系，其中頻率為的信號稱為標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號，頻率為f2的信號稱為輔助微波頻率信號，將兩頻率信號分別調(diào)制在不同信道的光信號上，進(jìn)而通過同一光纖進(jìn)行傳輸，然后在接收補(bǔ)償裝置基于所述輔助微波頻率信號對所述標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
[0017]優(yōu)選地，在接收補(bǔ)償裝置被動補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲通過下述方式實(shí)現(xiàn):在接收補(bǔ)償裝置利用密集波分復(fù)用技術(shù)DWDM分別接收得到帶有光纖相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，將接收到的輔助微波頻率信號從光信號上解調(diào)，然后重新調(diào)制到與上述光信號所在的信道不同的信道的光信號上，通過上述同一光纖傳回發(fā)射裝置，并從發(fā)射裝置再次返回接收補(bǔ)償裝置，對再次返回接收補(bǔ)償裝置的輔助微波頻率信號進(jìn)行解調(diào)，然后與解調(diào)得到的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號進(jìn)行混頻，由此實(shí)現(xiàn)對光纖引入相位噪聲的被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的微波頻率信號被動式傳輸系統(tǒng)及傳輸方法，能夠米用光纖作為微波
頻率信號的傳遞媒介，把微波頻率信號調(diào)制到光信號上并通過光纖傳輸。此外，本發(fā)明通過
在接收端利用輔助微波頻率信號被動補(bǔ)償技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對光纖傳輸鏈路相位噪聲的被動式補(bǔ)m
\-ZX o
[0019]特別的,對于微波頻率信號的傳輸,本發(fā)明提供了 一種被動式相位噪聲補(bǔ)償?shù)姆椒?，由于無需使用鎖定環(huán)路，并且補(bǔ)償裝置位于各接收端，解決了微波頻率信號主動補(bǔ)償式傳輸補(bǔ)償裝置集中于發(fā)射端的設(shè)備依賴問題，并簡化了補(bǔ)償裝置。與本發(fā)明 申請人:之前提出的兩種方法相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)微波頻率信號的網(wǎng)絡(luò)化傳輸，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的主動式補(bǔ)償光纖相位噪聲的微波頻率信號傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的被動式補(bǔ)償光纖相位噪聲的微波頻率信號傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)發(fā)射裝置示意圖；
[0023]圖4為微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)接收補(bǔ)償裝置示意圖；
[0024]圖5a和5b為本發(fā)明的微波頻率信號被動傳輸方法的流程圖，其中圖5a為發(fā)射端的處理流程，圖5b為接收端的處理流程。
[0025]圖6為網(wǎng)絡(luò)化傳輸方案示例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0027]為比較本發(fā)明所述被動式補(bǔ)償光纖傳輸相位噪聲方法與已有的主動式補(bǔ)償光纖傳輸相位噪聲方法，首先參照圖1介紹已有的主動式補(bǔ)償光纖相位噪聲的微波頻率信號傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0028]如圖1所示，已有的微波頻率信號主動式補(bǔ)償傳輸系統(tǒng)包括:發(fā)射補(bǔ)償裝置，用于將待傳輸?shù)奈⒉l率信號調(diào)制到光信號上以通過光纖傳輸，并主動補(bǔ)償微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲；多個(gè)中繼補(bǔ)償傳輸裝置，用于進(jìn)一步補(bǔ)償微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲。其中，所述發(fā)射補(bǔ)償裝置和多個(gè)中繼補(bǔ)償傳輸裝置之間通過光纖傳輸調(diào)制在光信號上的微波頻率信號。通過該傳輸系統(tǒng)對微波頻率信號進(jìn)行傳輸后，由一終端接收裝置接收并復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射端基準(zhǔn)鐘的微波頻率信號，并根據(jù)需求將其轉(zhuǎn)換至相應(yīng)頻率，供用戶使用。如圖1所示，該終端接收裝置連接至傳輸系統(tǒng)的最后一個(gè)中繼補(bǔ)償傳輸裝置。
[0029]其中，發(fā)射補(bǔ)償裝置將待傳輸?shù)奈⒉l率信號加載到光信號上，其生成的微波信號的相位在鎖定于發(fā)射端基準(zhǔn)鐘相位的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引入了光纖鏈路的相位噪聲，使其跟隨光纖鏈路的相位噪聲而不斷變化，由此實(shí)現(xiàn)對光纖鏈路引入的相位噪聲的動態(tài)補(bǔ)償。
[0030]假定發(fā)射端基準(zhǔn)鐘產(chǎn)生的微波頻率信號(簡稱基準(zhǔn)鐘信號)為:
[0031]T1=A1Cos (w0t+4>ref)
[0032]其中，A1為基準(zhǔn)鐘信號T1的振幅，?0為基準(zhǔn)鐘信號的頻率(簡稱為基準(zhǔn)鐘頻率)， 為基準(zhǔn)鐘信號的相位。任何頻率為基準(zhǔn)鐘頻率的確定倍數(shù)，且相位也鎖定于基準(zhǔn)
鐘信號相位的微波信號都具有與基準(zhǔn)鐘頻率信號相同的品質(zhì)(穩(wěn)定度)。
[0033]以傳輸頻率為基準(zhǔn)鐘頻率b倍的微波頻率信號為例，發(fā)射補(bǔ)償裝置產(chǎn)生的微波信號為:
[0034]T2=A2Cos (b W 0t+0)
[0035]該微波信號T2是發(fā)射補(bǔ)償裝置要調(diào)制到光信號上以進(jìn)入光纖鏈路進(jìn)行傳輸?shù)男盘枴Ｆ渲?，A2為該微波信號的振幅，Idcoci為該微波信號的頻率，并且是基準(zhǔn)鐘頻率的b倍，0。為該微波信號的相位。下文中所提到的微波信號，除非特別說明，均指調(diào)制到光信號上以通過光纖鏈路進(jìn)行傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘枴?br> [0036]在微波頻率信號傳輸系統(tǒng)中，發(fā)射補(bǔ)償裝置在將待傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘柕南辔绘i定于基準(zhǔn)鐘信號相位的基礎(chǔ)上，通過探測光纖鏈路引入的相位噪聲以及相位鎖定環(huán)路，進(jìn)一步引入了微波信號單次通過光纖鏈路時(shí)引入的相位噪聲，使其跟隨光纖鏈路的相位噪聲而不斷變化。上述關(guān)系用數(shù)學(xué)式表示為:
[0037]<i> 0=b 4) ref- 4) p+ n
[0038]其中，在實(shí)現(xiàn)鎖定的光纖鏈路里，n為一個(gè)固定不變的常數(shù)，對相位的變化沒有影響。因此，為了表述方便，可以將常數(shù)項(xiàng)n略去，從而上式可以簡化表示為:
[0039](J) 0=b 4) ref- 4) p
[0040]可見，發(fā)射補(bǔ)償裝置產(chǎn)生的微波信號T2的相位在鎖定于基準(zhǔn)鐘信號相位(^ef的基礎(chǔ)上，還補(bǔ)償了光纖鏈路中引入的相位噪聲，使其跟隨光纖鏈路的相位噪聲而不斷變化。
[0041]發(fā)射補(bǔ)償裝置產(chǎn)生的微波信號T2通過光纖鏈路傳輸后，在后面的中繼補(bǔ)償傳輸裝置接收到的微波信號為:[0042]T3=A3Cos (b co 0+(J) 0+(J)p)
[0043]微波信號T3是從中繼補(bǔ)償傳輸裝置所接收的光信號中解調(diào)出來得到的，其中，A3為微波信號T3的振幅，b Coci為該微波信號的頻率，并且仍然保持為基準(zhǔn)鐘頻率Otl的b倍，c^Ci+Ap為該微波信號的相位。其中，微波信號T3的相位4%在微波信號T2的相位4>。的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引入光纖鏈路中引入的相位噪聲ctp。
[0044]如前所述，由于發(fā)射補(bǔ)償裝置產(chǎn)生的微波信號T2的相位滿足關(guān)系式:
[0045](J) 0=b 4) ref- 4) p
[0046]所以有
[0047](J) 0+ (J) p=b 4) ref
[0048]結(jié)果，中繼補(bǔ)償傳輸裝置接收到的微波信號T3可以表示為:
[0049]T3=A3Cos (b co 0+b ref)
[0050]可見，中繼補(bǔ)償傳輸裝置接收到的微波信號T3的相位b 鎖定于基準(zhǔn)鐘信號的相位也就是說，中繼補(bǔ)償傳輸裝置復(fù)現(xiàn)出頻率為b co ^，相位鎖定于基準(zhǔn)鐘信號的微波
頻率信號。
[0051]中繼補(bǔ)償傳輸裝置向后(下一個(gè)中繼補(bǔ)償傳輸裝置或者終端接收裝置)再次傳輸微波信號的過程與發(fā)射補(bǔ)償裝置向后(下一個(gè)中繼補(bǔ)償傳輸裝置或者終端接收裝置)傳輸微波信號的過程類似，終端接收裝置的接收過程也與中繼補(bǔ)償傳輸裝置的接收過程類似。
[0052]但是，如上所述， 現(xiàn)有的微波頻率信號光纖傳輸系統(tǒng)通過在發(fā)射端主動補(bǔ)償傳輸光纖鏈路引入的相位噪聲，最終在接收端復(fù)現(xiàn)微波頻率信號，然而由于這種主動式補(bǔ)償方法需要使用相位鎖定環(huán)路，需要加入中繼補(bǔ)償傳輸裝置，整個(gè)系統(tǒng)較復(fù)雜；此外，采用此種主動式補(bǔ)償方法進(jìn)行微波頻率信號傳輸，每一條傳輸支路與發(fā)射端之間均需要建立獨(dú)立的反饋補(bǔ)償環(huán)路，限制了微波頻率信號的網(wǎng)絡(luò)化傳輸。另外，主動式傳輸方法補(bǔ)償裝置均集中于發(fā)射端，在網(wǎng)絡(luò)化傳輸方案中增加了發(fā)射端的設(shè)備依賴，且補(bǔ)償裝置較為復(fù)雜，不適用于一發(fā)多收網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)。
[0053]基于此，本發(fā)明提出了一種微波頻率信號的被動式傳輸系統(tǒng)與方法，其能夠在接收端對光纖傳輸鏈路引入的相位噪聲進(jìn)行被動補(bǔ)償，從而復(fù)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。與現(xiàn)有的上述方法相比，本發(fā)明提出的被動式補(bǔ)償光纖相位噪聲方法無需使用鎖定環(huán)路，傳輸裝置簡單。另外由于在接收端被動補(bǔ)償光纖相位噪聲，各傳輸支路相互獨(dú)立，補(bǔ)償裝置位于各接收端，在網(wǎng)絡(luò)化傳輸方案中降低了對發(fā)射端的設(shè)備依賴，更適用于一發(fā)多收網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)。
[0054]圖2顯示了本發(fā)明的微波頻率信號被動式傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0055]如圖2所示，本發(fā)明的微波頻率信號傳輸系統(tǒng)包括:發(fā)射裝置，用于產(chǎn)生相位鎖定于同一頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，并將該標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號同時(shí)調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸；接收補(bǔ)償裝置，用于接收從發(fā)射裝置傳輸?shù)男盘?，對接收的信號進(jìn)行解調(diào)后得到帶有光纖相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波信號，對光纖引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
[0056]在發(fā)射裝置將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號分別調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸通過以下方式實(shí)現(xiàn):分別產(chǎn)生兩個(gè)相位鎖定于同一頻率參考源的微波頻率信號和f2，兩信號頻率與f2存在f\=3f2的關(guān)系，其中頻率為的信號稱為標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號，頻率為f2的信號稱為輔助微波頻率信號，將兩頻率信號分別調(diào)制在不同信道的光信號上，進(jìn)而通過同一光纖進(jìn)行傳輸，然后在接收補(bǔ)償裝置，利用所述輔助微波頻率信號，對所述標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。。
[0057]在接收補(bǔ)償裝置被動補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲通過下述方式實(shí)現(xiàn):在接收補(bǔ)償裝置對接收的信號進(jìn)行解調(diào)分別得到帶有光纖相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，將解調(diào)得到的輔助微波頻率信號重新調(diào)制到與所述光信號所在的信道不同的另一信道的光信號上，通過上述同一光纖傳回發(fā)射裝置，并從發(fā)射裝置再次返回接收補(bǔ)償裝置，對再次返回接收補(bǔ)償裝置的輔助微波頻率信號進(jìn)行解調(diào)，然后與解調(diào)得到的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號進(jìn)行混頻，由此實(shí)現(xiàn)光纖引入相位噪聲的被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
[0058]如圖2所示，本發(fā)明的多個(gè)接收補(bǔ)償裝置示例性的采用兩支路并聯(lián)，每支路串聯(lián)的連接方式，但不限制于此。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)需要可以采用多分支并聯(lián)連接以及串聯(lián)、并聯(lián)同時(shí)存在的混接方式，都能適用于本發(fā)明的技術(shù)方案，并實(shí)現(xiàn)微波頻率信號的長距離網(wǎng)絡(luò)化傳輸。
[0059]通過本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)對微波頻率信號進(jìn)行傳輸，各接收補(bǔ)償裝置直接接收發(fā)射端發(fā)射的微波頻率信號，被動補(bǔ)償光纖相位噪聲后復(fù)現(xiàn)相位鎖定于頻率參考源的微波頻率信號，并可根據(jù)需求將其轉(zhuǎn)換至相應(yīng)頻率，供用戶使用。采用密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)，各接收補(bǔ)償裝置使用不同信道，可以在發(fā)射端加以區(qū)分，各接收端保持相互獨(dú)立。應(yīng)說明的是，上述密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)僅僅是示例性的，不構(gòu)成對本發(fā)明的限制，實(shí)際上還可以采用其他的處理方法對信號進(jìn)行分離處理。
[0060]下面分別介紹本發(fā)明提出的微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)各組成部分。
[0061]〈發(fā)射裝置〉
[0062]圖3顯示了本發(fā)明的發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0063]如圖3所示，本發(fā)明的發(fā)射裝置處于微波頻率信號傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端，其包括傳輸部、信號返回部以及監(jiān)視部。
[0064]所述傳輸部用于生成相位鎖定于同一頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號和輔助微波頻率信號，，并經(jīng)過放大后分別調(diào)制到不同波長的兩個(gè)激光器，經(jīng)過光纖耦合器后進(jìn)入同一光纖同時(shí)進(jìn)行傳輸。
[0065]所述信號返回部用于接收由接收補(bǔ)償裝置返回的輔助微波頻率信號，并經(jīng)過光放大后稱合進(jìn)入同一光纖再次傳輸。
[0066]所述監(jiān)視部用于在發(fā)射端利用密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM)探測各接收端反向傳輸?shù)妮o助微波頻率信號，從而監(jiān)視各傳輸鏈路工作情況。
[0067]在本發(fā)明的系統(tǒng)中，設(shè)頻率參考源產(chǎn)生的基準(zhǔn)微波信號為:
[0068]Q 0 = A0Cos ( w 0t+ ref)
[0069]這里，A0表示頻率參考源信號的振幅，(^ef為參考源信號的相位，為參考源信號的頻率。本發(fā)明所述的頻率參考源可以是產(chǎn)生作為基/標(biāo)準(zhǔn)參考信號的任意微波信號源，例如可以采用氫鐘、銫鐘或銣鐘等由國家基準(zhǔn)鐘(銫噴泉鐘)校準(zhǔn)的守時(shí)鐘。[0070]通過鎖相環(huán)及頻率綜合器可以產(chǎn)生相位鎖定于頻率參考源信號的任意頻率微波信號，且本發(fā)明的方法不限于此。
[0071]如圖3所示，第一頻率振蕩器Fl產(chǎn)生相位鎖定于頻率參考源的輔助微波頻率信號
[0072]Q j = A1Cos (a co 0t+a ref)
[0073]其中A1表示輔助微波頻率信號的振幅為輔助微波頻率頻率，其中a為任意數(shù)；a 0 %表示輔助微波頻率信號的相位，其中由于采用鎖相環(huán)或頻率綜合器等方法產(chǎn)生的其他相位部分可認(rèn)為是固定值，因此在上式及以后的公式中均略去。
[0074]第二頻率振蕩器F2產(chǎn)生相位鎖定于頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號
[0075]Q 2 = A2Cos (3a co 0t+3a ref)
[0076]其中A2表示標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號的振幅，3a表示標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號頻率是輔助微波頻率信號的3倍，鎖定于頻率參考源的相位為3a Cj^ef。
[0077]經(jīng)過功率放大器后，通過對不同波長的第一激光器和第二激光器進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的方式(但不限于此)，標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號被分別調(diào)制在不同信道的光信號31，&上。經(jīng)過第一光纖耦合器進(jìn)行合束之后，兩路光信號進(jìn)入光纖鏈路進(jìn)行傳輸。其中輔助微波頻率信號在傳輸?shù)竭_(dá)接收端之后，又被重新調(diào)制到另外信道的光信號上，然后傳輸返回發(fā)射端。
[0078]如圖3所示，在信號返回部，從發(fā)射端返回的輔助微波頻率信號經(jīng)過環(huán)形器之后，再經(jīng)過第三光纖耦合器進(jìn)行分束，其中一部分傳至監(jiān)視部進(jìn)行監(jiān)視，另一部分則經(jīng)過光放大器后，經(jīng)過第二光纖耦合器合束，再次進(jìn)入光纖鏈路進(jìn)行傳輸。
[0079]信號返回部2接收到的在光纖鏈路中經(jīng)過往返一次傳輸?shù)妮o助微波頻率信號可表示為:
[0080]Q 3 = A3Cos (a W 0t+a ref+2 4>p)
[0081]其中A3表不信號的振幅,a w。表不信號的頻率,a ref表不其相位中不含有相位噪聲的部分，<1%表不光纖傳輸鏈路對輔助微波頻率信號單次傳輸引入的相位噪聲，該相位噪聲受到光纖鏈路所處環(huán)境溫度變化，光纖所受機(jī)械應(yīng)力(如振動引起，等等)的變化等因素影響。由于信號往返傳輸均在同一光纖鏈路，因此在傳輸時(shí)延不超過可補(bǔ)償范圍的前提下，可認(rèn)為信號返回部2接收到的輔助微波頻率信號帶有2 Ctp的相位噪聲，其總相位可表示為aφref+2φP。
[0082]監(jiān)視部用于監(jiān)測多個(gè)接收端返回的輔助微波頻率信號，由于各接收端返回光信號均為不同信道，通過波分復(fù)用分束器之后，各不同接收端返回信號可以分別被光電探測器探測，因此可根據(jù)探測到各路光信號的強(qiáng)度監(jiān)測各傳輸支路的工作情況。
[0083]應(yīng)當(dāng)說明的是，實(shí)際應(yīng)用中，在發(fā)射端和接收端由于光纖耦合器、探測器等器件之間還設(shè)置有一小段光纖，這些光纖也會分別引入相位噪聲。但是，由于在光纖中傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘査氲南辔辉肼曊扔谄渌?jīng)過的光纖長度。在本發(fā)明中，光纖耦合器到探測器之間所連接的測量用光纖長度通常為幾十厘米或更短的長度，這與整個(gè)微波頻率信號光纖傳輸系統(tǒng)的光纖鏈路總長度(通常為幾十公里或更長)相比是一個(gè)極小量。因此，由測量用光纖引入的相位噪聲完全可以忽略不計(jì)，所以在前述關(guān)系式中可以不將此相位噪聲寫入。
[0084]<接收補(bǔ)償裝置>
[0085]圖4為本發(fā)明的接收補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0086]如圖4所示，本發(fā)明的接收補(bǔ)償裝置處于微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)的接收端，其包括信號探測部和信號復(fù)現(xiàn)部。
[0087]所述信號探測部用于接收并探測經(jīng)過光纖鏈路傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，然后進(jìn)行功率放大。
[0088]所述信號復(fù)現(xiàn)部用于將輔助微波頻率信號經(jīng)過同一光纖鏈路傳輸返回發(fā)射端，并由上述發(fā)射裝置中信號返回部再次返回接收端，最終通過將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與返回后的輔助微波頻率信號混頻，實(shí)現(xiàn)對光纖鏈路相位噪聲的被動補(bǔ)償。
[0089]如圖4所示，在信號探測部，經(jīng)過光纖鏈路傳輸后的信號通過波分復(fù)用分束器，S1信道光信號經(jīng)過第一光電探測器后，得到包含在光纖鏈路中單次傳輸相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號:
[0090]Q4 = A4Cos (3a co 0t+3a ref+3 p)
[0091]其中A4表不信號的振幅；3a Coci表不信號的頻率；與描述發(fā)射裝置部分一致，4%表示光纖傳輸鏈路對輔助微波頻率信號單次傳輸引入的相位噪聲，由之前的表述可知，標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號頻率是輔助微波頻率信號頻率的3倍，在發(fā)射端均相位鎖定于同一頻率參考源信號，并且經(jīng)過同一光纖鏈路同時(shí)傳輸，因此光纖傳輸鏈路對標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號單次傳輸引入的相位噪聲可表示為3(tp，其總相位可表示為3aU3(tp。
[0092]S2信道光信號經(jīng)過第二光電探測器后，得到包含單次傳輸相位噪聲的輔助微波頻率信號:
[0093]Q 5 = A5Cos (a co 0t+a ref+ p)[0094]其中A5表示信號的振幅；a、表示信號的頻率；與描述發(fā)射裝置部分一致，表不光纖傳輸鏈路對輔助微波頻率信號單次傳輸引入的相位噪聲，其總相位可表不為
a 小 ref+ 小 p。
[0095]在信號復(fù)現(xiàn)部，經(jīng)過功率放大器放大后的輔助微波頻率信號被重新調(diào)制到激光器的光信號上，其波長對應(yīng)信道S3，經(jīng)過光纖環(huán)形器之后，進(jìn)入光纖鏈路傳輸返回發(fā)射端，并在發(fā)射端由之前所述信號返回部進(jìn)行光功率放大，然后再次經(jīng)過同一光纖鏈路傳輸，返回接收端。再次返回的輔助補(bǔ)償信號經(jīng)過光纖環(huán)形器后，經(jīng)過功率放大器進(jìn)行信號放大，最后利用第三光電探測器進(jìn)行探測，此處得到的輔助微波頻率信號包含在光纖鏈路中往返3次傳輸引入的相位噪聲:
[0096]Q6 = A6Cos (a co 0t+a ref+3 p)
[0097]其中A6表不信號的振幅；表不信號的頻率；與之前表述一致，4%表不光纖傳輸鏈路對輔助微波頻率信號單次傳輸引入的相位噪聲，因此3次傳輸后其總相位可表示為a 小 ref+3 (bp。
[0098]最后，接收端探測得到的包含單次傳輸相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號Q 4與包含3次傳輸相位噪聲的輔助微波頻率信號Q6進(jìn)入微波混頻器進(jìn)行混頻，然后通過低通濾波器進(jìn)行濾波，最終復(fù)現(xiàn)得到的信號為:
[0099]Q 7 = A7Cos (2a co 0t+2a ref)
[0100]其中A7表不信號的振幅Jawtl表不信號的頻率；2a ref表不信號的相位。
[0101]由上式可見，經(jīng)信號復(fù)現(xiàn)部處理后得到的微波信號Q7的頻率2a COtl為參考源頻率?0的確定倍數(shù)，相位2a ct ref不含有光纖傳輸引入的相位噪聲部分，因而具有與參考源產(chǎn)生的微波頻率信號相同的品質(zhì)(穩(wěn)定度)。也就是說，經(jīng)過上述步驟，我們在接收位置處，通過被動補(bǔ)償?shù)姆绞綇?fù)現(xiàn)了相位鎖定于頻率參考源的微波頻率信號。
[0102]在上述對本發(fā)明的裝置介紹中，僅描述了存在單一接收裝置的情況，然而這種情況并不能構(gòu)成對本發(fā)明的限制。事實(shí)上，對于存在多傳輸支路、多接收端的情況。如前所述本發(fā)明采用密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM)，可以在各接收端區(qū)分各自接收到的微波頻率信號，并且由于被動補(bǔ)償相位噪聲部分位于接收端，因此多個(gè)接收端可以共享同一發(fā)射裝置，從而實(shí)現(xiàn)一發(fā)多收的網(wǎng)絡(luò)化傳輸模式。
[0103]應(yīng)注意的是，本發(fā)明中采用的混頻、低通濾波等處理以及光纖耦合器，環(huán)形器等器件原理屬于本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的技術(shù)，因此不在本發(fā)明的討論之列。本發(fā)明中使用的光信號調(diào)制、放大、探測等技術(shù)也存在多種實(shí)現(xiàn)方式，這些內(nèi)容均不能構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0104]本發(fā)明還提出了一種微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)所實(shí)施的微波頻率信號被動傳輸方法。
[0105]圖5a和5b為本發(fā)明的微波頻率信號被動傳輸方法的流程圖，其中圖5a為發(fā)射端的處理流程，圖5b為接收端的處理流程。
[0106]如圖5a和5b所不,本發(fā)明的微波頻率信號被動傳輸方法包括如下步驟:
[0107]a)在發(fā)射端產(chǎn)生相位鎖定于頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號；將上述信號分別調(diào)制到不同信道激光器上，通過同一光纖進(jìn)行傳輸；將接收端返回的輔助微波頻率信號經(jīng)過放大后再次進(jìn)行傳輸。
[0108]在發(fā)射端將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號分別調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸通過以下方式實(shí)現(xiàn):分別產(chǎn)生兩個(gè)相位鎖定于頻率參考源的微波頻率信號，兩信號頻率與f2存在f\=3f2的關(guān)系，其中頻率為的信號稱為標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號，頻率為f2的信號稱為輔助微波頻率信號，將兩頻率信號分別調(diào)制在不同信道的光信號上，進(jìn)而通過同一光纖進(jìn)行傳輸，然后在接收補(bǔ)償端基于所述輔助微波頻率信號對所述標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償。
[0109]優(yōu)選地，在發(fā)射端還包括使用DWDM技術(shù)監(jiān)測各傳輸支路工作情況的步驟。
[0110]b)利用接收補(bǔ)償裝置接收并解調(diào)得到帶有光纖相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，并利用輔助微波頻率信號對光纖引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。具體地，在接收位置使用DffDM技術(shù)探測各信道光信號；分別解調(diào)出兩路光信號上的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號；將輔助補(bǔ)償信號重新調(diào)制在另一信道的光信號上；將此光信號按原路徑傳回發(fā)射端并再次返回接收端；解調(diào)返回后的輔助微波頻率信號，與標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號進(jìn)行混頻，復(fù)現(xiàn)相位鎖定于頻率參考源的微波頻率信號。
[0111]其中在接收端被動補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲通過下述方式實(shí)現(xiàn):在接收端利用密集波分復(fù)用技術(shù)DWDM分別接收標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，將接收到的輔助微波頻率信號從光信號上解調(diào)，然后重新調(diào)制到另一不同信道的光信號上，通過上述同一光纖傳回發(fā)射端，并從發(fā)射端再次返回接收端，對再次返回接收端的輔助微波頻率信號進(jìn)行解調(diào)，然后與解調(diào)得到的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號進(jìn)行混頻，由此實(shí)現(xiàn)光纖引入相位噪聲的被動式補(bǔ)償，最終在接收端復(fù)現(xiàn)相位鎖定于頻率參考源的微波頻率信號。
[0112]優(yōu)選地，在接收端對輔助微波頻率信號與標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號進(jìn)行混頻之后，還包括低通濾波的步驟。
[0113]可選地，在所述產(chǎn)生微波頻率信號的步驟之后，還包括對所述微波頻率信號進(jìn)行功率放大的步驟。
[0114]可選地，在所述解調(diào)出光信號上的微波頻率信號的步驟之后，還包括對所述解調(diào)出的微波頻率信號進(jìn)行功率放大的步驟。
[0115]綜上所述，本發(fā)明旨在保護(hù)一種微波頻率信號被動式傳輸系統(tǒng)及傳輸方法，與已有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的被動式補(bǔ)償光纖相位噪聲技術(shù)由于無需使用鎖定環(huán)路，無需中繼補(bǔ)償裝置，因此可以簡化傳輸系統(tǒng)。另外，由于被動補(bǔ)償光纖相位噪聲位于各接收端，各傳輸支路相互獨(dú)立，因此更適用于一發(fā)多收的多接收端傳輸結(jié)構(gòu)。結(jié)合本發(fā)明人之前提出的主動式傳輸系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)微波頻率信號的網(wǎng)絡(luò)化傳輸。
[0116]圖6顯示了一種可能的微波頻率信號網(wǎng)絡(luò)化傳輸方案示例，圖中不同的守時(shí)單位均由氫鐘、銫鐘或銣鐘等通過國家基準(zhǔn)鐘(銫噴泉鐘)校準(zhǔn)的守時(shí)鐘產(chǎn)生高精度守時(shí)信號，各守時(shí)單位高精度守時(shí)信號通過光纖鏈路傳輸至同一時(shí)間協(xié)調(diào)單位，從而在時(shí)間協(xié)調(diào)單位復(fù)現(xiàn)各守時(shí)單位的高精度守時(shí)信號，然后在時(shí)間協(xié)調(diào)單位對各守時(shí)信號進(jìn)行協(xié)調(diào)平均，最終得到統(tǒng)一協(xié)調(diào)后的高精度守時(shí)信號。這一傳輸過程由多個(gè)發(fā)射端對應(yīng)一個(gè)接收端，并且守時(shí)信號傳輸精度要求很高，因此采用之前發(fā)明提出的在發(fā)射端主動補(bǔ)償光纖相位噪聲的傳輸方案更加適合。在產(chǎn)生協(xié)調(diào)守時(shí)信號之后，則需要向各用戶單位進(jìn)行高精度微波頻率信號的發(fā)布與授時(shí)，這一過程由單一發(fā)射端對應(yīng)多個(gè)接收端，因此采用本發(fā)明提出的在接收端被動補(bǔ)償光纖相位噪聲的傳輸方案更加適合。綜合以上兩種方案，可以最終實(shí)現(xiàn)高精度微波頻率信號的守時(shí)、協(xié)調(diào)與授時(shí)，建立長距離的微波頻率信號光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)。
[0117]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述【具體實(shí)施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理及技術(shù)優(yōu)勢，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
【權(quán)利要求】
1.一種微波頻率信號被動式傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 發(fā)射裝置，用于產(chǎn)生相位鎖定于同一頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，并將該標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號同時(shí)調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸； 接收補(bǔ)償裝置，用于接收從發(fā)射裝置傳輸?shù)男盘?，對接收的信號進(jìn)行解調(diào)后得到帶有光纖引入相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波信號，對光纖引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)，其特征在于:在發(fā)射裝置將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號分別調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸通過以下方式實(shí)現(xiàn):分別產(chǎn)生兩個(gè)相位鎖定于同一頻率參考源的微波頻率信號和f2，兩信號頻率 與f2存在f\=3f2的關(guān)系，其中頻率為的信號稱為標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號，頻率為f2的信號稱為輔助微波頻率信號，將兩頻率信號分別調(diào)制在不同信道的光信號上，進(jìn)而通過同一光纖進(jìn)行傳輸，然后在接收補(bǔ)償裝置，利用所述輔助微波頻率信號，對所述標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)，其特征在于:在接收補(bǔ)償裝置被動補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲通過下述方式實(shí)現(xiàn):在接收補(bǔ)償裝置對接收的信號進(jìn)行解調(diào)分別得到帶有光纖引入相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，將解調(diào)得到的輔助微波頻率信號重新調(diào)制到與所述光信號所在的信道不同的另一信道的光信號上，通過上述同一光纖傳回發(fā)射裝置，并從發(fā)射裝置再次返回接收補(bǔ)償裝置，對再次返回接收補(bǔ)償裝置的輔助微波頻率信號進(jìn)行解調(diào)，然后與解調(diào)得到的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號進(jìn)行混頻，由此實(shí)現(xiàn)光纖傳輸引入相位噪聲的被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波頻`率信號被動傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)射裝置進(jìn)一步包括: 傳輸部，用于生成相位鎖定于同一頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號和輔助微波頻率信號，并經(jīng)過放大后分別調(diào)制到不同波長的兩個(gè)激光器，經(jīng)過光纖耦合器后進(jìn)入同一光纖同時(shí)進(jìn)行傳輸； 信號返回部，用于接收由接收補(bǔ)償裝置返回的輔助微波頻率信號，并經(jīng)過光放大后耦合進(jìn)入上述同一光纖再次傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)進(jìn)一步包括:監(jiān)視部，用于在發(fā)射裝置利用密集波分復(fù)用技術(shù)DWDM探測各接收補(bǔ)償裝置反向傳輸?shù)妮o助微波頻率信號，從而監(jiān)視各傳輸鏈路工作情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波頻率信號被動傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述接收補(bǔ)償裝置進(jìn)一步包括: 信號探測部，用于接收并解調(diào)經(jīng)過光纖鏈路傳輸?shù)膸в邢辔辉肼暤臉?biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，然后進(jìn)行功率放大； 信號復(fù)現(xiàn)部，用于將輔助微波頻率信號經(jīng)過同一光纖鏈路傳輸返回發(fā)射裝置，并由上述發(fā)射裝置中信號返回部再次返回接收補(bǔ)償裝置，最終通過將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與再次返回后的輔助微波頻率信號混頻，實(shí)現(xiàn)對光纖鏈路相位噪聲的被動補(bǔ)償。
7.一種微波頻率信號被動式傳輸方法，該方法包括步驟: 在發(fā)射裝置將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號同時(shí)調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸; 利用接收補(bǔ)償裝置接收并解調(diào)得到帶有光纖相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號，對光纖引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微波頻率信號被動傳輸方法，其特征在于:在發(fā)射裝置將標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號分別調(diào)制到光信號上以通過同一光纖傳輸通過以下方式實(shí)現(xiàn):分別產(chǎn)生兩個(gè)相位鎖定于同一頻率參考源的微波頻率信號與f2，兩信號頻率 與f2存在f\=3f2的關(guān)系，其中頻率為的信號稱為標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號，頻率為f2的信號稱為輔助微波頻率信號，將兩頻率信號分別調(diào)制在不同信道的光信號上，進(jìn)而通過同一光纖進(jìn)行傳輸，然后在接收補(bǔ)償裝置基于所述輔助微波頻率信號對所述標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲進(jìn)行被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微波頻率信號被動傳輸方法，其特征在于:在接收補(bǔ)償裝置被動補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號在光纖鏈路中傳輸時(shí)引入的相位噪聲通過下述方式實(shí)現(xiàn):在接收補(bǔ)償裝置利用密集波分復(fù)用技術(shù)DWDM分別接收得到帶有光纖相位噪聲的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號與輔助微波頻率信號， 將接收到的輔助微波頻率信號從光信號上解調(diào)，然后重新調(diào)制到與上述光信號所在的信道不同的信道的光信號上，通過上述同一光纖傳回發(fā)射裝置，并從發(fā)射裝置再次返回接收補(bǔ)償裝置，對再次返回接收補(bǔ)償裝置的輔助微波頻率信號進(jìn)行解調(diào)，然后與解調(diào)得到的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號進(jìn)行混頻，由此實(shí)現(xiàn)對光纖引入相位噪聲的被動式補(bǔ)償，最終在接收補(bǔ)償裝置復(fù)現(xiàn)相位鎖定于發(fā)射裝置頻率參考源的標(biāo)準(zhǔn)微波頻率信號。
【文檔編號】H04B10/60GK103490816SQ201310449436
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】王力軍, 王波, 白鈺, 高超 申請人:清華大學(xué)