[发明专利]一种基于全光相位共轭的光载毫米波矢量信号高稳定分发系统

权利要求书

1.一种基于全光相位共轭的光载毫米波矢量信号高稳定分发系统，其特征在于：由本地站和远端站两部分组成，本地站包括光双音信号生成部分、无预编码的光载毫米波矢量信号生成部分和全光微波相位共轭部分；远端站包括微波光子混频部分；本地站和远端站之间通过第一单模光纤、光耦合器和第二单模光纤连接起来；

其中，双音信号生成部分由连续激光器、第一电光调制器构成；无预编码的矢量信号生成部分由双平行电光调制器构成；全光微波相位共轭部分则由环形器、双平行电光调制器和光滤波器构成；

其中，远端站包括光耦合器、第一光电探测器、第一带通滤波器、第二电光调制器、第二光电探测器和第二带通滤波器。

2.根据权利要求1所述的一种基于全光相位共轭的光载毫米波矢量信号高稳定分发系统，其特征在于：连续激光器产生的光载波进入第一电光调制器调制为光双音信号，用以探测长光纤的相位延迟变化，经过第一单模光纤和第二单模光纤传回本地，并在本地与单边带矢量毫米波信号在双平行电光调制器和光滤波器中进行全光微波相位共轭。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于全光相位共轭的光载毫米波矢量信号高稳定分发系统，其特征在于：相位共轭信号经环形器、第二单模光纤、光耦合器反向传输到远端站后，在第一光电探测器和第一带通滤波器中光电转换，之后输入第二电光调制器调制前向信号，再通过第二光电探测器和第二带通滤波器，完成微波光子混频，从而消除光纤引起的相位抖动。

4.根据权利要求3所述的一种基于全光相位共轭的光载毫米波矢量信号高稳定分发系统，其特征在于：本地站通过基于希尔伯特变换的单边带信号产生方案在单频载波上引入矢量信息，将矢量基带信号与复正弦射频源混合而上变频为单边带调制射频矢量信号，然后与另一频率的复正弦射频源的实部虚部分别相加，以产生信号的同向和正交分量；之后这两个信号被加载到双平行电光调制器的两个射频端口中，对传回本地站的承载着相位抖动的光双音信号，分别做单边带载波抑制调制，在相位共轭反转的同时，实现调制矢量信号到其中的一个单边带，经过光滤波器滤除杂散边带后得到相位共轭信号，且其中一个边带无矢量信息。

5.根据权利要求3所述的一种基于全光相位共轭的光载毫米波矢量信号高稳定分发系统，其特征在于：在基于全光相位共轭被动补偿的光载毫米波矢量信号高稳定分发系统中，本地站和远端站之间通过两段长光纤连接起来，改变两段光纤的长度，全光相位共轭补偿特性保持不变，从而一个远程站点被替换为多个具有相同配置的远程站点，此时只需要在环路中接入更多条单模光纤和光耦合器。

6.一种基于全光相位共轭的光载毫米波矢量信号高稳定分发系统的传输方法，其特征在于，包括：

步骤一，生成光双音信号探测光纤中的延时抖动：

步骤二，生成携带矢量信息的相位共轭信号并反向传回远端站：

步骤三，通过微波光子混频消除延时抖动。

7.根据权利要求6所述的一种基于全光相位共轭的光载毫米波矢量信号高稳定分发系统的传输方法，其特征在于：在步骤一中，本地站射频时钟信号表示为：

/

其中，w_r、分别是射频时钟信号的频率和初始相位；连续激光器产生频率为w_c的光载波在第一电光调制器中调制，得到的载波抑制双边带信号E₁表示为：

其中，β为载波抑制比，j为虚数单位；该信号在第一单模光纤中传输后由光耦合器分发至远端站，该站收到的前向传输信号E₂为：

其中，和τ₁是第一单模光纤引入的相位偏移和时间抖动；光耦合器中的另一路经过第二单模光纤传回本地站，该信号E₃表示为：

其中，和τ_s是经过光纤环路引入的总相位偏移和总时间抖动。