[发明专利]一种射频信号光纤稳相传输方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种射频信号光纤稳相传输方法及系统，尤其涉及一种基于混频消除法的射频信号光纤稳相传输方法及系统，属于微波光子学技术领域。

背景技术

稳相传输技术在射电天文学、分布式合成孔径雷达、高精度标准时钟分发、粒子加速器以及利用载波相位进行定位和导航的全球导航卫星系统（GNSS）一机多天线接收机等领域中有重要应用。传统地，采用电缆进行射频信号的传输，由于其损耗大、价格昂贵、体积大等缺点，难以用于长距离射频信号的传输。光纤具有传输损耗低、抗电磁干扰、价格低以及带宽大等优点，十分适合射频信号的传输，尤其是长距离的信号传输。然而，由于光纤所处环境的变化，特别是温度的变化，将引起光纤等效长度的变化，光纤中传输的信号经历的延时也随之抖动，导致最终接收到的射频信号相位不稳定。目前，实现高质量射频信号光纤稳相传输的方法主要有以下两类：（1）补偿法，即从在光链路中往返传输的信号中提取出光链路传输延时的实时抖动信息，并据此控制相关器件补偿信号在光纤中的传输延时抖动，从而使传输的射频信号相位趋于稳定。当前报道的用于实现光链路传输延时抖动补偿的器件有可调光/电延时线、光纤拉伸器、波长可调激光器、温控光纤卷以及光电调制器。这种方法的局限性是，当环境（主要是温度）有较大变化时，光链路的等效长度将产生较大的变化使得传输延时抖动较大，而用于实现光链路传输延时抖动补偿的器件的可调节范围是有限的。（2）混频消除法，亦即利用在非常短的一段时间内（认为这段时间内光纤等效长度基本不变）在同一段光纤中往返传输的射频信号经历的传输延时相同，通过将两路带有相同传输相位延迟的信号进行混频使得传输相位延迟抖动得以抵消；或者是通过将带有传输相位延迟的信号与待传输的信号进行混频使得待传输的信号预失真，在满足一定的条件下通过同一链路传输后将得到相位稳定的射频信号。相较而言，基于混频消除法实现射频信号光纤稳相传输没有时延调节范围的限制，并且不需要复杂的传输延时抖动信息实时提取电路以及相应的补偿驱动电路。当前报道的基于混频法的稳相传输技术利用多级（3级以上）混频，需要多个混频器、电放大器、电滤波器以及多个相位同步的微波源，系统操作复杂而且实现成本高，更重要的是，此系统输出为中频信号，并非发送端接收到的原始射频信号（Z. Wu, Y. Dai, F. Yin, K. Xu, J. Li, and J. Lin, Stable radio frequency phase delivery by rapid and endless post error cancellation, Opt. Lett., vol. 38, no. 7, pp. 1098-1100, 2013.）。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种射频信号光纤稳相传输方法及系统，能够以简单经济的方式实现高质量的射频信号稳相传输。

本发明具体采用以下技术方案：

一种射频信号光纤稳相传输方法，发送端将需传输射频信号进行光调制后通过光纤

向接收端传输；接收端将频率为所述需传输射频信号频率的一半的本振信号进行光调制后通过所述光纤向发送端传输，发送端将接收到的所述本振信号的光调制信号通过所述光纤返回至接收端；接收端对所述光纤中输入的光信号进行解调，得到混合射频信号，然后从所述混合射频信号中分别提取出与需传输射频信号频率相同的第一信号以及与所述本振信号频率相同的第二信号；最后，先将所述第一信号与所述本振信号进行上变频，之后再将所得到的信号与所述第二信号进行下变频，最终得到需传输射频信号。