一种基于STM32处理器的微波稳相传输系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于STM32处理器的微波稳相传输系统及方法，该系统包括激光器模块、马赫

【技术实现步骤摘要】
一种基于STM32处理器的微波稳相传输系统及方法


[0001]本专利技术涉及长距离稳相传输技术，具体涉及一种基于STM32处理器的微波稳相传输系统及方法。

技术介绍

[0002]由于光纤具有低损耗和低本征噪声等特性，通过光纤传输稳定的信号具有传输距离远，低功耗等特点。但在实际应用过程中，光纤传输受到外界环境比如温度，抖动等因素的影响，射频信号在长距离光纤传输过程中容易出现相位抖动或者延迟等现象。目前国内关于长距离稳相传输的方案主要包括基于光相干混频的稳相传输以及基于微波混频的稳相传输等两种方案。
[0003]基于微波混频的稳相传输方案的优点为锁相范围大，可支撑长距离稳相传输，但是系统构成复杂，系统的稳定性较低。基于光相干混频的稳相传输方案系统架构简单，但是对稳相传输的系统稳定要求高，并且仅适用于毫米波信号的稳相传输要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种基于STM32处理器的微波稳相传输系统及方法。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于STM32处理器的微波稳相传输系统，包括激光器模块、马赫-曾德尔调制器模块、耦合器模块、相位补偿模块(即可调延时线模块)、长距离光纤、光电探测器，以及稳相控制模块，其中
[0006]耦合器模块包括第一耦合器和第二耦合器，稳相控制模块包括第一光探测器、第二光探测器、第一带通滤波模块、第二带通滤波模块、数字鉴相模块和STM32处理器；
[0007]激光器模块产生的光信号进入马赫-曾德尔调制器模块，由马赫-曾德尔调制器模块将微波射频信号调制到光信号上进行传输；第一耦合器将调制后的信号分成两路信号，其中一路信号进入相位补偿模块进行相位补偿，相位补偿后信号经由长距离光纤传输进入第二耦合器，另外一路进入稳相控制模块，经第一光探测器、第一带通滤波模块后进入数字鉴相模块；第二耦合器将长距离光纤传输的信号同样分成两路信号，其中一路信号经过光电探测器将微波射频信号解调出来，另外一路经过长距离光纤回传至相位补偿模块，再进入稳相控制模块，经第二光探测器、第二带通滤波模块后进入数字鉴相模块；数字鉴相模块测量两路输入信号的相位差，由STM32处理器通过PID调节算法实时动态地计算相位补偿量，加载至相位补偿模块实现对微波射频信号的稳相传输。
[0008]一种微波稳相传输方法，使用基于STM32处理器的微波稳相传输系统进行数字鉴相和相位补偿，实现对微波射频信号的稳相传输。
[0009]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：通过激光器、马赫-曾德尔调制器、耦合器、长距离光纤、光电探测器以及稳相控制模块等组成的光链路，可以自动对微波射频信号的传输进行相位补偿，结构简单，装置较小，便于实际应用。
附图说明
[0010]图1是基于STM32处理器的微波稳相传输系统的架构框图。
[0011]图2是基于STM32处理器的微波稳相传输方法的流程图。
[0012]图3是带通滤波的电路图。
具体实施方式
[0013]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0014]如图1所示，一种基于STM32处理器的微波稳相传输系统，包括激光器模块、马赫-曾德尔调制器模块、耦合器模块、相位补偿模块、长距离光纤、光电探测器，以及稳相控制模块，其中
[0015]耦合器模块包括第一耦合器和第二耦合器，稳相控制模块包括第一光探测器、第二光探测器、第一带通滤波模块、第二带通滤波模块、数字鉴相模块和STM32处理器；
[0016]激光器模块产生的光信号进入马赫-曾德尔调制器模块，由马赫-曾德尔调制器模块将微波射频信号调制到光信号上进行传输；第一耦合器将调制后的信号分成两路信号，其中一路信号进入相位补偿模块进行相位补偿，相位补偿后信号经由长距离光纤传输进入第二耦合器，另外一路进入稳相控制模块，经第一光探测器、第一带通滤波模块后进入数字鉴相模块；第二耦合器将长距离光纤传输的信号同样分成两路信号，其中一路信号经过光电探测器将微波射频信号解调出来，另外一路经过长距离光纤回传至相位补偿模块，再进入稳相控制模块，经第二光探测器、第二带通滤波模块后进入数字鉴相模块；数字鉴相模块测量两路输入信号的相位差，由STM32处理器通过PID调节算法实时动态地计算相位补偿量，加载至相位补偿模块实现对微波射频信号的稳相传输。
[0017]如附图2所示，稳相传输系统软件主要包括数字鉴相模块初始，STM32处理器初始化，相位补偿模块初始化，对相位补偿模块设定初始值，STM32处理器实时读取数字鉴相模块的数值，通过PID控制算法自动调节相位补偿数值。
[0018]作为一种优选实施方式，系统还包括远程控制终端和UART通信模块，所述远程控制终端和STM32处理器通过UART通信模块连接，实现处理信号和控制信号的交互。
[0019]作为一种优选实施方式，所述马赫-曾德尔调制器模块采用oclaro公司的PowerBit SD-20。
[0020]作为一种优选实施方式，所述数字鉴相模块采用ADI公司的AD8302芯片，能够准确检测任意两个2.7GHz以下的输入信号的增益和相位差。
[0021]作为一种优选实施方式，所述相位补偿模块采用General Photonics的MDL-002，能够提供高达560ps的连续光延迟，其解码分辨率小于0.3μm(1fs)，回插小于8fs。
[0022]作为一种优选实施方式，所述第一带通滤波模块和/或第二带通滤波模块采用二级无限增益多路反馈型带通滤波电路，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第三电容和运算放大器，其中
[0023]第一电阻一端接光探测器，第一电阻另一端接第一电容、第二电容、第三电阻；第一电容另一端接运算放大器的同向输入端和第二电阻，第二电阻的另一端接地；第二电容
另一端接地；第三电阻接运算放大器的输出端；运算放大器的反向输入端接第四电阻和第五电阻，第四电阻另一端接运算放大器的输出端，第五电阻另一端接地。
[0024]更进一步的，所述运算放大器的采用LM358AD芯片。
[0025]本专利技术还提出一种微波稳相传输方法，使用基于STM32处理器的微波稳相传输系统进行数字鉴相和相位补偿，实现对微波射频信号的稳相传输。
[0026]实施例
[0027]为了验证本专利技术方案的有效性，进行如下实验。
[0028]本实施例中，激光器模块采用emcore公司的1782DWDM激光器，输出1550nm的光源，调制器模块采用oclaro公司的PowerBit SD-20型号用于微波射频信号的调制，数字鉴相模块采用ADI公司的AD8302芯片，用于采集两路信号的相位差，相位补偿模块采用General Photonics的MDL-002，用于提供连续光延迟，长距离光纤20km的光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于STM32处理器的微波稳相传输系统，其特征在于，包括激光器模块、马赫-曾德尔调制器模块、耦合器模块、相位补偿模块、长距离光纤、光电探测器，以及稳相控制模块，其中耦合器模块包括第一耦合器和第二耦合器，稳相控制模块包括第一光探测器、第二光探测器、第一带通滤波模块、第二带通滤波模块、数字鉴相模块和STM32处理器；激光器模块产生的光信号进入马赫-曾德尔调制器模块，由马赫-曾德尔调制器模块将微波射频信号调制到光信号上进行传输；第一耦合器将调制后的信号分成两路信号，其中一路信号进入相位补偿模块进行相位补偿，相位补偿后信号经由长距离光纤传输进入第二耦合器，另外一路进入稳相控制模块，经第一光探测器、第一带通滤波模块后进入数字鉴相模块；第二耦合器将长距离光纤传输的信号同样分成两路信号，其中一路信号经过光电探测器将微波射频信号解调出来，另外一路经过长距离光纤回传至相位补偿模块，再进入稳相控制模块，经第二光探测器、第二带通滤波模块后进入数字鉴相模块；数字鉴相模块测量两路输入信号的相位差，由STM32处理器通过PID调节算法实时动态地计算相位补偿量，加载至相位补偿模块实现对微波射频信号的稳相传输。2.根据权利要求1所述的基于STM32处理器的微波稳相传输系统，其特征在于，还包括远程控制终端和UART通信模块，所述远程控制终端和STM32处理器通过UART通信模块实现处理信号和控制信号的交互。3.根据权利要求1所述的基于STM32处理器的微波稳相传输系统，其特征在于，所述马赫-曾德尔调制器模块采用oclaro...

【专利技术属性】
技术研发人员：余博昌，林桂道，张昀，范晶晶，陈奇，
申请(专利权)人：扬州船用电子仪器研究所中国船舶重工集团公司第七二三研究所，
类型：发明
国别省市：