基于光纖的微波信號(hào)穩(wěn)相傳輸技術(shù)研究.pdf

1、在射電天文學(xué)、雷達(dá)系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航和深空探測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域中，需要將本地端微波信號(hào)或基準(zhǔn)信號(hào)以高精度和穩(wěn)定相位傳輸至接收端或遠(yuǎn)端。眾所周知，光纖具有高帶寬、低損耗、質(zhì)量輕和抗電磁干擾等許多優(yōu)點(diǎn)，因此基于光纖鏈路傳輸微波信號(hào)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。由于外界環(huán)境的影響，如溫度、應(yīng)力等發(fā)生變化導(dǎo)致微波信號(hào)在經(jīng)過(guò)光纖傳輸后產(chǎn)生相位抖動(dòng)，使接收的微波信號(hào)質(zhì)量劣化。因此需要對(duì)微波信號(hào)光纖傳輸中產(chǎn)生的相位抖動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，保證遠(yuǎn)端接收的微波信號(hào)相位穩(wěn)定。

2、r>　　論文首先對(duì)微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸?shù)难芯勘尘昂蛧?guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀做了介紹;分析了光纖鏈路傳輸時(shí)延波動(dòng)的主要因素，主要包括激光器的穩(wěn)定性、溫度和機(jī)械應(yīng)力;對(duì)微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸基本理論進(jìn)行了分析，并對(duì)微波信號(hào)的頻率穩(wěn)定度在時(shí)域和頻域的表征方法進(jìn)行了描述。
　　針對(duì)傳統(tǒng)利用鎖相進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)對(duì)相位抖動(dòng)預(yù)補(bǔ)償方法中，鑒相模塊可鑒別的頻率有限(如AD8302可鑒最高頻率為2.7GHz)，論文設(shè)計(jì)了電域補(bǔ)償法的多波段(S/C波段)微波信號(hào)光

3、纖穩(wěn)相傳輸方案。主要將S/C波段微波信號(hào)進(jìn)行分頻后與往返回傳的微波信號(hào)進(jìn)行分頻并同時(shí)送入鑒相器，通過(guò)鑒相器輸出的反饋電壓來(lái)控制模擬移相器，對(duì)微波信號(hào)經(jīng)過(guò)光纖傳輸時(shí)引入的相位抖動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)多波段微波信號(hào)的穩(wěn)相傳輸并降低了傳統(tǒng)方式算法的復(fù)雜度。實(shí)驗(yàn)分別測(cè)試了2.4GHz（S波段）和4.2GHz（C波段）微波信號(hào)傳輸50km光纖鏈路的穩(wěn)相傳輸，在2000s的測(cè)量時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)端微波信號(hào)的相位抖動(dòng)均方根峰-峰值分別為1.7ps、2ps，相位

4、噪聲在1kHz頻率偏移處分別為-102dBc/Hz、-98dBc/Hz。
　　針對(duì)傳統(tǒng)鎖相進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)的電域補(bǔ)償系統(tǒng)中相位抖動(dòng)校正速度慢（需要幾個(gè)振蕩周期）、相位補(bǔ)償范圍受限等不足，論文設(shè)計(jì)了基于相位對(duì)消法的微波信號(hào)光纖穩(wěn)相傳輸方案，此方案的優(yōu)勢(shì)明顯，不需使用相位調(diào)節(jié)器件，而且補(bǔ)償相位抖動(dòng)所需要的時(shí)間周期為光信號(hào)經(jīng)光纖往返傳輸?shù)臅r(shí)間，具有響應(yīng)速度快、相位補(bǔ)償范圍較大等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)將遠(yuǎn)端信號(hào)進(jìn)行三倍頻與往返傳輸后再次傳輸至遠(yuǎn)端的微波信