基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及微波频率传递技术领域，提供了一种基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递系统及方法。本发明专利技术通过采用相位共轭混频的方式将后向传递信号在传递过程中引入的后向链路噪声反相并生成前向传递信号，以使得前向传递信号在传递过程中引入的前向链路噪声能够与后向传递信号在传递过程中引入的后向链路噪声相互抵消，以达到抑制链路噪声的目的，能够精确快速的补偿链路相位噪声。同时，由于无需在主节点处设置主动相位补偿机构，使得整个系统结构更加简单，易于工程实现，且整个补偿过程响应快速，理论上具有无限的补偿量程，不会因为补偿量不足而发生跳周现象。不会因为补偿量不足而发生跳周现象。不会因为补偿量不足而发生跳周现象。

【技术实现步骤摘要】
基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递系统及方法


[0001]本专利技术涉及微波频率传递
，具体而言，涉及一种基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递系统及方法。

技术介绍

[0002]在粒子加速器、天文学观测和时间频率计量等研究中都需要高精度的频率传递，为此世界各国研究机构创造了多种频率传递方式，例如短波授时、长波授时、基于卫星的频率传递和光纤频率传递等。而对于其中的光纤频率传递，由于充分利用了光纤介质衰减较低、抗干扰能力强等特点，该传递方式得以在诸多频率传递技术中展示出最高的传递精度。但是光纤频率传递有其自身的局限性，首先光纤频率传递只能实现二维的频率传递，而不适用于具有复杂空间关系的站点之间的频率传递；其次光纤频率传递信号被限制在光纤链路之内，无法应用于移动站点和缺乏光纤资源的使用场景。相比之下，自由空间微波频率传递技术具有更广泛的应用，仍有较大的研究价值。
[0003]自由空间微波频率传递技术通常采用的方法是信号回环，即主节点将本地频率信号发射到自由空间中，从节点接收到该频率信号后就回传一个信号给主节点，主节点比较本地参考信号与回传信号之间的相位差，获得链路中引入的相位波动信息，而后通过主动调节发射信号相位来补偿信号在链路上经历的相位波动，从而使得从节点接收到的信号相位得以稳定下来。但是这种方式会导致主节点的系统结构较为复杂，尤其对于常见的一主多从频率传递系统，主节点需要为每一条传递链路保有一套补偿系统，那么主节点系统结构会变得庞大臃肿，完全不适合对系统体积较为敏感的应用场景。
专利技术内容
[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递系统及方法，其不用在主节点设置主动相位补偿机构，而是采用相位共轭混频的方式来抑制传递链路中引入的相位噪声。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递方法，包括以下步骤：
[0007]S1.在主节点采用一个预定频率的信号作为参考信号，主节点将待传送的微波信号经上变频处理后由传递链路传递至从节点；
[0008]S2.从节点在接收到由主节点传递的信号后向主节点回传后向传递信号，该后向传递信号包含有后向链路噪声；
[0009]S3.主节点将参考信号、经上变频处理后的微波信号以及接收到的后向传递信号进行相位共轭混频处理，以将后向传递信号中的后向链路噪声反相，并生成前向传递信号，该前向传递信号包含有经反相的后向链路噪声；
[0010]S4.前向传递信号经传递链路传递至从节点，在此过程中，传递链路将向前向传递
信号中引入前向链路噪声，该前向链路噪声与前向传递信号中经反相的后向链路噪声相互抵消，以使得主节点的参考信号在从节点精确复现。
[0011]在一些可能的实施例中，前向传递信号和后向传递信号具有不同的频率。
[0012]在一些可能的实施例中，在步骤S3中，主节点接收到后向传递信号后先将后向传递信号做一次变频处理，再对经变频处理后的后向传递信号进行相位共轭混频处理。
[0013]在一些可能的实施例中，在步骤S4中，从节点接收到前向传递信号后，将本地晶振信号锁相于前向传递信号，并用本地晶振信号产生一个变频信号以作为后向传递信号。
[0014]另一方面，本专利技术提供了一种基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递系统，包括主节点、至少一个从节点以及传递链路；
[0015]主节点包括上变频模块、相位共轭混频模块以及第一收发模块，上变频模块用于将待传送的微波信号进行上变频处理；相位共轭混频模块用于接收参考信号、经上变频处理的微波信号以及由从节点的第二收发模块回传的后向传递信号，并将三个信号进行相位共轭混频处理以产生前向传递信号，该前向传递信号经第一收发模块以及传递链路传递至从节点的第二收发模块；
[0016]从节点包括第二收发模块以及第二接收变频模块，第二收发模块用于接收主节点的第一收发模块发送的信号并将信号传输至第二接收变频模块，第二接收变频模块用于接收第二收发模块传输的信号并产生后向传递信号，该后向传递信号经第二收发模块以及传递链路回传至主节点的第一收发模块。
[0017]在一些可能的实施例中，主节点还包括第一接收变频模块，第一接收变频模块用于对后向传递信号进行一次变频处理，再将经变频处理的后向传递信号传输至相位共轭混频模块。
[0018]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0019]1、本专利技术提供的基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递系统及方法，通过采用相位共轭混频的方式将后向传递信号在传递过程中引入的后向链路噪声反相并生成前向传递信号，以使得前向传递信号在传递过程中引入的前向链路噪声能够与后向传递信号在传递过程中引入的后向链路噪声相互抵消，以达到抑制链路噪声的目的，能够精确快速的补偿链路相位噪声。同时，由于无需再在主节点处设置主动相位补偿机构，使得整个系统结构更加简单，易于工程实现，且整个补偿过程响应快速，理论上具有无限的补偿量程，不会因为补偿量不足而发生跳周现象。
[0020]2、本专利技术提供的微波频率传递系统采用的是一种被动的链路噪声抑制方法，主节点不包含任何产生预补偿相位的执行机构，因此，在建立频率传递链路的过程中，从节点具有更大的主导权，可以轻易地开启或者关闭频率传递链路，这一特性有利于传递网络的建立，尤其对于一主多从的应用场景，主节点无需为多个从节点维持多套传递系统，从而大幅降低主节点的体积与功耗，可以在某个时隙发送包含某一从节点地址的调制信号，对应的从节点接收到包含地址的调制信号之后，可以根据实际需要，有选择地开启与主节点适配的传递链路。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例提供的自由空间微波频率传递系统的功能结构图；
[0022]图2为本专利技术实施例提供的自由空间微波频率传递方法的原理框图。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。
[0024]请参照图1和图2，本实施例提供了一种基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递系统，该传递系统包括主节点、至少一个从节点以及传递链路，传递链路用于实现主节点与从节点之间信号的往返传递。
[0025]具体地，结合图1所示的内容，主节点包括上变频模块、相位共轭混频模块、第一接收变频模块以及第一收发模块。其中，主节点处设置有能够生成预定频率的参考信号的晶振，上变频模块用于将主节点处待传送的微波信号进行上变频处理，以便于信号发射以及后续进行相位共轭混频处理；相位共轭混频模块用于接收参考信号、经上变频处理的微波信号以及由从节点的第二收发模块回传的后向传递信号，并将上述三个信号(即，参考信号、经上变频处理的微波信号以及后向传递信号)进行相位共轭混频处理以产生前向传递信号，以实现将后向传递信号中包含的后向链路噪声反相，与此同时，该前向传递信号经主节点的第一收发模块以及传递链路传递至从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在主节点采用一个预定频率的信号作为参考信号，主节点将待传送的微波信号经上变频处理后由传递链路传递至从节点；S2.从节点在接收到由主节点传递的信号后向主节点回传后向传递信号，该后向传递信号包含有后向链路噪声；S3.主节点将参考信号、经上变频处理后的微波信号以及接收到的后向传递信号进行相位共轭混频处理，以将后向传递信号中的后向链路噪声反相，并生成前向传递信号，该前向传递信号包含有经反相的后向链路噪声；S4.前向传递信号经传递链路传递至从节点，在此过程中，传递链路将向前向传递信号中引入前向链路噪声，该前向链路噪声与前向传递信号中经反相的后向链路噪声相互抵消，以使得主节点的参考信号在从节点精确复现。2.根据权利要求1所述的基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递方法，其特征在于，前向传递信号和后向传递信号具有不同的频率。3.根据权利要求1所述的基于相位共轭混频的自由空间微波频率传递方法，其特征在于，在步骤S3中，主节点接收到后向传递信号后先将后向传递信号做一次变频处理，再对经变频处理后的后向传递信号进行相位共轭混频处理。4.根据权利要求1所述的基于相位共轭混频的自由空间微波频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵粹臣，许俊，郭庆峰，
申请(专利权)人：成都天奥电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：