[发明专利]一种基于数字鉴相的频标稳相传输系统有效
申请号: | 201310565930.7 | 申请日: | 2013-11-14 |
公开(公告)号: | CN103560845A | 公开(公告)日: | 2014-02-05 |
发明(设计)人: | 王锦清;江永琛;顾晓婕;虞林峰 | 申请(专利权)人: | 中国科学院上海天文台 |
主分类号: | H04B17/00 | 分类号: | H04B17/00;G01R35/00 |
代理公司: | 上海智信专利代理有限公司 31002 | 代理人: | 邓琪 |
地址: | 200030*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 数字 频标稳 相传 系统 | ||
技术领域
本发明涉及一种基于数字鉴相的频标稳相传输系统。
背景技术
甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)是分辨率和测量精度极高的一种天文观测技术,已经在天文观测及深空探测等领域得到了广泛应用。基于VLBI的中国VLBI网(Chinese VLBI Network,CVN)包括上海、北京、昆明、乌鲁木齐四个观测站。为了实现Ka频段无相位漂移地干涉测量,需要对本振相位进行更为严格控制,例如,为了使得在Ka频段32GHz获得1%的干涉损失,需要在接收端达到100秒时3.9E-14频标稳定度。然而,在现有技术中,在高频段由于电缆或光缆温度效应很容易导致本振相位漂移,为此,目前迫切需要为VLBI台站配备一种频标稳相传输系统,以解决上述问题。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题,本发明旨在提供一种基于数字鉴相的频标稳相传输系统,以在高频段下有效防止本振相位漂移。
本发明所述的一种基于数字鉴相的频标稳相传输系统,该系统包括一信号发送装置以及与该信号发送装置连接的信号接收装置,其中,
所述信号发送装置包括:
一第一循环器,其一方面接收外部输入的参考频标信号,并依次通过一压控移相器和一第一带通滤波器向所述信号接收装置输出所述参考频标信号,另一方面依次通过该第一带通滤波器和压控移相器接收所述信号接收装置输出的双边带信号;
一分频器,其接收所述参考频标信号,并通过一第一功率分配器向所述信号接收装置输出一分频信号;以及
一第一混频器,其将所述参考频标信号与所述第一循环器输出的所述双边带信号进行混频,并通过一第一低通滤波器向一数字鉴相器输出一调制信号,且所述数字鉴相器还通过一环路低通滤波器与所述压控移相器连接;
所述信号接收装置包括:
一第二带通滤波器,其依次通过一第二循环器和一耦合器向一第二混频器输出所述参考频标信号;
一第二低通滤波器,其向所述第二混频器输出所述分频信号;以及
所述第二混频器将所述参考频标信号与所述分频信号进行混频,并依次通过所述第二循环器和第二带通滤波器向所述信号发送装置输出所述双边带信号;
其中,所述数字鉴相器对所述调制信号与所述第一功率分配器输出的所述分频信号进行比相,并通过所述环路低通滤波器向所述压控移相器输出一电压信号,以使所述压控移相器补偿所述参考频标信号在所述信号发送装置与信号接收装置之间传输时产生的相位变化,从而使所述耦合器最终输出稳定的所述参考频标信号。
在上述的基于数字鉴相的频标稳相传输系统中,所述信号发送装置与所述信号接收装置通过电缆或光缆连接,且所述系统还包括分别连接在所述电缆或光缆两端的T型接头。
在上述的基于数字鉴相的频标稳相传输系统中,所述信号发送装置还包括一与所述第一循环器、第一混频器以及分频器连接以输出所述参考频标信号的第二功率分配器。
在上述的基于数字鉴相的频标稳相传输系统中,所述信号发送装置还包括一与所述第二功率分配器的输入端连接的第三带通滤波器。
在上述的基于数字鉴相的频标稳相传输系统中,所述信号发送装置还包括一连接在所述分频器与所述第一功率分配器之间的第三低通滤波器。
在上述的基于数字鉴相的频标稳相传输系统中,所述信号发送装置还包括一连接在所述第一低通滤波器与所述数字鉴相器之间的第一放大器。
在上述的基于数字鉴相的频标稳相传输系统中,所述信号发送装置还包括一连接在所述数字鉴相器与所述环路低通滤波器之间的第二放大器。
由于采用了上述的技术解决方案,本发明利用往返校正的原理,通过信号发送装置和信号接收装置,对电缆或光缆的延时变化进行准确测量,并补偿这种延时变化,从而避免了在高频段下由于电缆或光缆温度效应所导致的本振相位漂移;具体来说,本发明中的信号发送装置主要通过分频器将参考频标信号分频,再将该参考频标信号与分频信号同时发送至电缆或光缆另一端的信号接收装置,在该信号接收装置中,先通过第二带通滤波器和第二低通滤波器分离这两种信号,然后再利用第二混频器对这两种信号进行混频,从而得到双边带信号,并将该双边带信号通过相同的电缆或光缆回送到信号发送装置,使其经过第一混频器和第一低通滤波器后通过数字鉴相器与分频信号比相,比相产生的相位差将推动压控移相器,从而补偿因电缆或光缆引起的相位变化,进而最终使信号接收装置得到稳定的参考频标信号。
附图说明
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