[发明专利]一种光纤链路的大量程高精度时延测量装置和方法

说明书

本发明提供一种光纤链路的大量程高精度时延测量装置和方法，该方法采用了计数脉冲信号的副载波调制，在保持时延一致性的条件下，使得计数脉冲信号与计数频率信号共存传输，并通过相位指示测量和相位精细测量相结合的方式，精确测得光纤链路的绝对时延及其时延变化。本发明克服了传统光纤链路时延测量方法中相位测量模糊和量程不足问题，时延测量精度可以达到0.1ps。其测量精度高，应用范围广泛，具有较强的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种光纤链路的测量装置和方法，尤其涉及一种光纤链路的大量程、高精度时延测量装置和方法。

背景技术

微波光子技术结合光子学技术与微波技术两大学科的优势，利用光子学手段产生、传输、处理和调控微波信号，具有大带宽、低损耗、高精度、抗干扰等优势，在通信、探测定轨、导航定位和电子对抗领域具有广泛地应用前景和巨大的军事价值。在微波光子应用中，对光纤链路延迟进行精确调控，完成宽带信号处理、相干探测等功能的实现。因此，光纤链路的高精度、大量程、在线延迟测量和动态补偿对于微波光子链路的应用极为重要。

对光纤链路中的光真时延的测量已有很多的研究，在先技术之一是通常采用结合天基时统手段的间接同步法，即在发射机和接收机各设置一个相同的高稳定度时钟(一般选用铷原子钟)，通过定期利用北斗系统校准时钟，用其作为时间基准实现多基地雷达天线组网的时间频率同步。该技术存在不足是精度受限，不能满足皮秒量级的相位测量调控要求。

在先技术之二是利用基于光纤链路的时间频率传递方法在终端直接产生相位同步的射频信号，该方案需要在主站针对每一个从站配置光纤链路延时测量、补偿、变频、滤波等系统，在站数较多时较为复杂。当射频信号为宽带时变时，对链路延时的宽带处理技术有较高的要求。

在先技术之三是时间间隔测量领域通常采用“粗细结合”的基本思想实现大量程、高精度测量，其中的“粗”测量通常利用脉冲法测量整数周期延迟，而利用相位测量法精细测量频率信号之间时延差，二者之和就是精确的时间间隔。但将该思想移植到光纤链路高精度延时测量领域却存在时频信号难以兼容一致等问题。

国内外在光纤链路延迟测量和补偿方面已经取得了相当多的研究成果。然而，目前时延测量方案的测量动态范围较小，还未达到毫秒量级的测量范围；时延波动补偿也仅实现光纤传输的时延稳定，无法同时实现时延精确测量，获得链路的绝对时延信息。此外，时频同传进行光纤链路时延测量时，存在频率信号频点较低而导致的测量分辨率不足，双波长传输时因色散导致的粗细测量拼接误差等问题。

发明内容

发明目的：针对光纤链路时延测量的大量程、高精度需求，为解决传统方法中测量分辨率不足和相位指示模糊问题，提供一种光纤链路精确的大量程真时延的测量装置。

本发明还旨在提供一种光纤链路精确的大量程真时延的测量方法。