[发明专利]一种长距离分布式大动态微波光纤稳相传输系统和方法

说明书

本发明提供的一种长距离分布式大动态微波光纤稳相传输系统包括主信号光发射模块、参考光收发模块、幅相监测及控制模块、延时补偿模块、色散补偿及光放大模块、信号回传模块和主信号光接收模块；其中，幅相监测及控制模块还包括参考信号单元、幅相监测单元、补偿控制单元；参考信号单元采用可变频率信号源；幅相监测单元通过各分站点回传的参考信号之间直接进行鉴相和幅度监测。本发明中参考信号单元可以实时改变参考信号的频率，以获得更高的相位监测精度；幅相监测单元将各分站点返回的参考信号之间直接进行鉴相和幅度监测，仅需要进行分站点间的相对的补偿，降低了延时补偿模块的补偿范围要求，同时降低了系统的复杂程度和成本要求。

技术领域

本发明涉及光纤的微波信号稳相传输技术领域，尤其涉及一种长距离分布式大动态微波光纤稳相传输系统和方法。

背景技术

微波信号的光纤传输技术是通过光纤传输微波信号，利用光纤特有的低损耗、高稳定性、抗电磁干扰能力强等优点，实现传统电缆传输无法达到的低损耗长距离传输。但光纤本身的脆弱性使得其很容易受到外部环境，诸如温度，应力等因素的影响，而导致光纤局部折射率发生变化，最终导致光传输过程中，产生信号延时的随机变化，造成相位抖动，为了解决这个问题，微波信号光纤传输稳相技术应运而生。

目前在高精度时钟分配、深空探测干涉阵列等领域需要对各分布站点传输高稳定度的微波信号，在这类应用中，主要以传输单频点的微波本振信号为主，且相位连续调节的动态范围小，皮秒到纳秒量级，目前的稳相系统可以解决。而在多基地雷达、分布协同式电子对抗等领域，需要传输宽带微波信号，在长距离传输、高环境适应性的情况下，相位连续调节范围需达到几百纳秒，此时保证宽带微波信号的相位一致性，目前的稳相系统实现起来非常困难。

发明内容

本发明为了解决现有技术中为保证宽带微波信号在长距离传输、高环境适应性的情况下的相位一致性及对各分布站点的信号进行绝对补偿的情况下，补偿范围过大这一技术问题，提出一种长距离分布式大动态微波光纤稳相传输系统，所述传输系统包括主信号光发射模块、参考光收发模块、幅相监测及控制模块、延时补偿模块、色散补偿及光放大模块、信号回传模块和主信号光接收模块；

其中，所述主信号光发射模块用于对主信号的高频宽带微波信号进行调制，并分配到不同分站点的光链路中；

所述幅相监测及控制模块用于生成分配到不同分站点的发送参考信号，同时对各分站点反馈的返回参考信号之间进行幅相监测及调节，并控制所述延时补偿模块对所述发送参考信号进行补偿；

所述参考光收发模块用于将发送参考信号分配到不同分站点的光链路中，并将对应分站点的所述主信号和发送参考信号复用到同一光链路中；

所述延时补偿模块用于对不同分站点的光链路相位抖动进行补偿；

所述色散补偿及光放大模块用于补偿长距离光纤链路的衰减及色散；

所述信号回传模块用于对不同分站点的光链路中所述主信号和发送参考信号的分离以及所述返回参考信号的回传；

所述主信号光接收模块用于对不同分站点的光链路中延时补偿后的所述主信号的解调。

更进一步地，所述幅相监测及控制模块包括参考信号单元、幅相监测单元、补偿控制单元；

其中，所述参考信号单元采用可变频率信号源，所述发送参考信号频率的数值由幅相监测单元根据光链路的相位抖动情况反馈控制；

所述幅相监测单元通过各分站点回传的所述返回参考信号之间直接进行鉴相和幅度监测。

更进一步地，所述延时补偿模块包括电控光纤延时线和光开关光纤延时线，其中，所述电控光纤延时线用于补偿1ns以下的延时，所述光开关光纤延时线用于补偿1ns以上的延时。

更进一步地，所述色散补偿及光放大模块包括色散补偿光纤和光放大器，其中，所述色散补偿光纤的色散补偿满足