微波本振的光纖穩(wěn)相傳輸技術(shù)研究.pdf

1、光纖穩(wěn)相傳輸是通過光纖傳輸高穩(wěn)定度時鐘參考信號的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于甚長基線干涉、時鐘比較等領(lǐng)域。時鐘有多種表現(xiàn)形式，可以是一個微波頻率的本振信號，也可以是一個高穩(wěn)定度的光頻。通過光纖進(jìn)行微波本振的穩(wěn)相傳輸具有穩(wěn)定性高、使用方便、成本較低等優(yōu)點，近年來獲得了研究人員的廣泛關(guān)注。在光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng)中由于光纖受到環(huán)境溫度、應(yīng)力等因素的變化，傳到遠(yuǎn)端的本振信號相位噪聲惡化，需要對相位誤差進(jìn)行檢測，并且進(jìn)行校正。本文介紹了光纖穩(wěn)相傳輸?shù)睦碚摶A(chǔ)以

2、及微波本振光纖穩(wěn)相傳輸?shù)幕痉椒?，對系統(tǒng)中涉及到的重要因素進(jìn)行了分析，并提出一種基于中頻相位校正的微波本振光纖穩(wěn)相傳輸方法，使得在不犧牲校正范圍和系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下，傳輸時鐘的頻率得以提高。
　　光纖穩(wěn)相傳輸主要分為兩類主要方法：第一種傳輸被微波本振強(qiáng)度調(diào)制的光載波，第二種直接傳輸高穩(wěn)定度的光頻。這兩種方法的區(qū)別本質(zhì)是相位（或傳輸延時）檢測方法的區(qū)別。此外，校正方法也能分為基于聲光調(diào)制器、光纖拉伸器和壓控振蕩器三種主要方法。本文以

3、此為基礎(chǔ)對光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng)中使用到的常用方案進(jìn)行比較，分析了各自的優(yōu)點和缺點。
　　本文探討了微波本振光纖穩(wěn)相傳輸系統(tǒng)的設(shè)計理論，從線性模型出發(fā)分析其性能、穩(wěn)定性、環(huán)路濾波器設(shè)計等穩(wěn)相傳輸系統(tǒng)中所涉及到的關(guān)鍵問題，并且對系統(tǒng)中的部分噪聲進(jìn)行了理論分析，研究了加性白噪聲對信號相位噪聲的影響，將其應(yīng)用在光電接收機(jī)上，分析它對系統(tǒng)的影響。此外，還對常用的電路與光路器件對相位噪聲的影響進(jìn)行了測量。
　　微波本振信號的頻率越高，系統(tǒng)對

4、傳輸延時的靈敏度越高，傳輸系統(tǒng)對時鐘信號穩(wěn)定性的影響越小。但是由于射頻壓控振蕩器以及環(huán)路帶寬的限制，較難同時實現(xiàn)對射頻信號相位的精確和大范圍控制，因此較少有方案能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸10 GHz的微波本振信號，并且同時具有無限大的相位校正范圍。針對這個問題，本文提出的基于中頻相位校正的微波本振穩(wěn)相傳輸系統(tǒng)，將相位校正信號通過中頻的壓控振蕩器產(chǎn)生，并用單邊帶調(diào)制器搬移到射頻上，實現(xiàn)對10.03 GHz微波本振信號相位的精確控制，并且以此為基礎(chǔ)