[发明专利]一种基于注入锁定光电振荡器的信号远距离传输稳相系统

权利要求书

1.一种基于注入锁定光电振荡器的信号远距离传输稳相系统，其特征在于：由本地站和远端站两部分组成；本地站包括OEO环路的主体部分、注入锁定部分和相位共轭部分；远端站包括混频滤波部分；本地站和远端站之间连接的光纤包括两段单模光纤，光纤环路作为光电振荡器的谐振腔；OEO振荡信号探测长光纤环的相位延迟变化，并被送入混频器，与本地参考微波信号经过倍频器之后的信号进行混频，然后经过带通滤波器选频产生相位共轭信号；相位共轭信号经由电光调制器调制到连续光源产生的光载波上，进入环形器反向传输回远端站，并与前向传输信号混频，能自动消除光纤引起的相位波动；

其中，在基于注入锁定光电振荡器的信号远距离传输稳相系统结构中，使用注入锁定的方式将本地参考微波信号与OEO振荡信号耦合并一同注入电光调制器中，以此来对OEO多模振荡达到一个锁模的效果，使其能够单模稳定振荡；同时为了进一步确保注入锁定不失锁，OEO振荡器中的微波环路部分在进入电光调制器之前需要加入一个电压控制移相器VCP，通过控制VCP来调节振荡频率，而这种可调谐的OEO充当一个压控振荡器VCO，VCO由OEO振荡信号和本地参考微波信号之间的相位误差信号驱动；而鉴相器、低通滤波器和VCO组成的锁相环系统帮助锁定本地参考信号与OEO振荡信号，提高了稳定性；

其中，在基于注入锁定光电振荡器的信号远距离传输稳相系统结构中，OEO环路中的长光纤作为远距离传输的手段，长光纤作为一个具有高品质因数的储能腔既能够生成低相噪的振荡信号，又能够将本地信号传输到远端，改善系统的短期稳定性；

OEO的光路部分，激光二极管的输出光通过电光调制器、光纤环路并被光电探测器检测；电路部分产生的振荡信号被放大器放大，并由带通滤波器过滤和电放大器放大；OEO产生的振荡信号表示为

其中ω_oeo＝2πf_oeo是振荡频率，和分别是初始相位和光纤环路引入的相位偏移量；本地参考微波信号表示为

其中ω_LO是角频率，是初始相位；

当本地参考信号与OEO振荡信号被锁定之后，两者的频率相等，相位差恒定为常数；远端站通过耦合器得到部分前向传输信号并由探测器检测和带通滤波器滤除杂散分量，表示为

其中是单模光纤引入的相位抖动；

系统被动补偿使用两级混频的方式，混频器将倍频后的本地参考信号与振荡信号混频，产生相位共轭信号，表示为

相位共轭信号再沿单模光纤反向传输到远端，并由探测器检测和带通滤波器滤波，表示为

其中是由单模光纤引入的相位抖动，且在光纤延迟变化较慢的情况下保持

然后将前后向信号经过混频器223和分频器224得到信号为

从公式中看出，最终在远端得到抵消相位抖动且保留初始相位的信号。