[发明专利]一种光纤共轭稳相传输方法

说明书

本发明公开了一种光纤共轭稳相传输方法，利用基于锁模激光器的光频梳发生器产生的光梳线，通过光梳线同时为中心端提供辅助信号与探测信号；接着通过产生的探测信号在光纤链路上的往返传递，获得光纤链路的延时抖动；最后将探测信号与辅助信号混频，经过相位共轭后获得附加反向延时抖动的待传信号，完成对整个光纤链路的延时补偿，从而实现宽带射频信号的稳相传输。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种光纤共轭稳相传输方法。

背景技术

对于通信、电网、交通、天文观测、深空探测等多个领域的应用来说，都需要稳定的射频频率，也需要相应的频率传输。随着高精度原子钟的发展，传统的基于卫星的传输系统无法满足参考稳定性和精度要求，而光纤链路显示出无与伦比的优势，如低损耗，大带宽和抗电磁干扰性。

然而在实际应用中，光纤往往沿着铁路或公路铺设，该样在车辆经过时光纤容易受到突然的剧烈干扰，除此之外，很多光纤链路会有一段暴露在地表，它会受到快速变化的温度的影响，即机械应力和温度的变化导致光纤链路传输延迟变化，从而降低了远端传输参考的稳定性。这些情况下如何快速稳定相位就成了这种补偿方法面临的挑战。

目前，针对稳相传输有以下的方法：采用光延时线进行相位抖动补偿；采用压控晶体振荡器(Voltage-controlled Crystal Oscillator，VCXO)的电域相位补偿方法、电延时线法、调节激光器的频率实现相位补偿和相位共轭法。

通常许多相位补偿方案都使用基于反馈控制的相位跟踪和锁定的方法，它从发现相位偏差并采取纠正措施，到重新稳定相位一般需要几个振荡周期；而使用相位共轭对链路中突然出现的剧烈的延时变化导致的信号相移可以非常快速地纠正，同时采用光频梳作为射频源，在高频信号的生成上有更低的成本和更好的性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光纤共轭稳相传输方法，通过对整个光纤链路的延时补偿，从而实现宽带射频信号的稳相传输。

为实现上述发明目的，本发明一种光纤共轭稳相传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、基于掺铒放大锁模光纤激光器产生离散、间隔固定和载波包络相位频率锁定的光梳线信号；

其中，f₀为载波包络相位频率，f_r为光梳线信号的重复频率，n＝0,1,2,…,N，共计N+1根光梳线，为初始相位；

(2)、将产生的光梳线信号由分光器分为两路，一路直接作为探测信号，另一路送入光电二极管PD1；

(3)、利用光电二极管PD1进行差分检测，计算出任意两根光梳线间的电流I(t)；

I(t)＝R[E_i(t)+E_j(t)]²

∝cos[(j-i)f_rt]

其中，R为光电二极管的响应系数，i与j表示第i与第j根梳线；

根据N+1根光梳线，最终得到频率范围为f_r～Nf_r，频率间隔为f_r的射频源信号；

(4)、利用带通滤波器BPF1对射频源信号进行滤波，再将滤波后的信号记为辅助信号I_a(t)；

(5)、利用光环行器控制探测信号从光环行器的左侧输入、右侧输出，经由波分复用器WDM1耦合进入光纤链路，再在光纤链路的输出端，通过波分复用器WDM2分离出探测信号；