The invention provides a large-range and high-precision time delay measurement device and method for optical fiber links. The method adopts subcarrier modulation of counting pulse signal to make counting pulse signal and counting frequency signal coexist and transmit under the condition of time delay consistency. The absolute time delay of optical fiber links is accurately measured by combining phase indication measurement with phase fine measurement. And the change of its time delay. The invention overcomes the problems of ambiguity in phase measurement and insufficient measurement range in traditional optical fiber link time delay measurement method, and the time delay measurement accuracy can reach 0.1ps. It has high measurement accuracy and wide application range, and has strong practical value.
【技术实现步骤摘要】
一种光纤链路的大量程高精度时延测量装置和方法
本专利技术涉及一种光纤链路的测量装置和方法,尤其涉及一种光纤链路的大量程、高精度时延测量装置和方法。
技术介绍
微波光子技术结合光子学技术与微波技术两大学科的优势,利用光子学手段产生、传输、处理和调控微波信号,具有大带宽、低损耗、高精度、抗干扰等优势,在通信、探测定轨、导航定位和电子对抗领域具有广泛地应用前景和巨大的军事价值。在微波光子应用中,对光纤链路延迟进行精确调控,完成宽带信号处理、相干探测等功能的实现。因此,光纤链路的高精度、大量程、在线延迟测量和动态补偿对于微波光子链路的应用极为重要。对光纤链路中的光真时延的测量已有很多的研究,在先技术之一是通常采用结合天基时统手段的间接同步法,即在发射机和接收机各设置一个相同的高稳定度时钟(一般选用铷原子钟),通过定期利用北斗系统校准时钟,用其作为时间基准实现多基地雷达天线组网的时间频率同步。该技术存在不足是精度受限,不能满足皮秒量级的相位测量调控要求。在先技术之二是利用基于光纤链路的时间频率传递方法在终端直接产生相位同步的射频信号,该方案需要在主站针对每一个从站配置光纤链路延时测量、补偿、变频、滤波等系统,在站数较多时较为复杂。当射频信号为宽带时变时,对链路延时的宽带处理技术有较高的要求。在先技术之三是时间间隔测量领域通常采用“粗细结合”的基本思想实现大量程、高精度测量,其中的“粗”测量通常利用脉冲法测量整数周期延迟,而利用相位测量法精细测量频率信号之间时延差,二者之和就是精确的时间间隔。但将该思想移植到光纤链路高精度延时测量领域却存在时频信号难以兼容一致等问题。 ...
【技术保护点】
1.一种光纤链路的大量程高精度时延测量装置,其特征在于,包括:精准频率源模块,经配置以产生同源同相的计数频率信号与参考脉冲信号;脉冲产生器,经配置以接收所述计数频率信号与参考脉冲信号并产生计数脉冲信号;副载波调制器,经配置以接收所述计数频率信号和计数脉冲信号,对计数频率信号倍频产生高频副载波,并用高频负载波调制计数脉冲信号以产生副载波脉冲信号;激光器,用于接收所述副载波脉冲信号与所述计数频率信号的合路信号并产生光载波信号;光纤链路和放置在光纤链路末端的回传模块,所述光载波信号从经由光纤链路传送至回传模块并被回传;光分路器,用于将回传信号分成第一路信号和第二路信号;第一测量模块,包括第一光检测器、第一滤波器、脉冲恢复器和上升沿计数器;第一路信号被第一光检测器检测,经第一滤波器滤波,再经脉冲恢复器恢复后产生第一待测信号;上升沿计数器的信号输入端接收所述第一待测信号,且响应于所述计数脉冲信号的触发而计数;第二测量模块,包括第二光检测器、第二滤波器和鉴相器;第二路信号被第二光检测器检测,经第二滤波器滤波后产生第二待测信号;所述鉴相器接收并比较所述第二待测信号和所述计数频率信号,输出第二测量值; ...
【技术特征摘要】
1.一种光纤链路的大量程高精度时延测量装置,其特征在于,包括:精准频率源模块,经配置以产生同源同相的计数频率信号与参考脉冲信号;脉冲产生器,经配置以接收所述计数频率信号与参考脉冲信号并产生计数脉冲信号;副载波调制器,经配置以接收所述计数频率信号和计数脉冲信号,对计数频率信号倍频产生高频副载波,并用高频负载波调制计数脉冲信号以产生副载波脉冲信号;激光器,用于接收所述副载波脉冲信号与所述计数频率信号的合路信号并产生光载波信号;光纤链路和放置在光纤链路末端的回传模块,所述光载波信号从经由光纤链路传送至回传模块并被回传;光分路器,用于将回传信号分成第一路信号和第二路信号;第一测量模块,包括第一光检测器、第一滤波器、脉冲恢复器和上升沿计数器;第一路信号被第一光检测器检测,经第一滤波器滤波,再经脉冲恢复器恢复后产生第一待测信号;上升沿计数器的信号输入端接收所述第一待测信号,且响应于所述计数脉冲信号的触发而计数;第二测量模块,包括第二光检测器、第二滤波器和鉴相器;第二路信号被第二光检测器检测,经第二滤波器滤波后产生第二待测信号;所述鉴相器接收并比较所述第二待测信号和所述计数频率信号,输出第二测量值;延迟计算单元,用于计算基于所述第一测量值和第二测量值计算光纤链路的往返时延。2.根据权利要求1所述的光纤链路的大量程高精度时延测量装置,其特征在于,所述第一测量值为整数周期个数时延,所述第二测量值为不足整数周期的时延。3.根据权利要求1所述的光纤链路的大量程高精度时延测量装置,其特征在于,所述光纤链路的往返时延为2τ=N·T+△τ,其中τ为光纤链路的单向...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭俊成,吴传信,卢麟,张宝富,韦毅梅,魏恒,赵晓宇,刘航,
申请(专利权)人:中国人民解放军陆军工程大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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