本发明专利技术公开了一种射频信号光纤稳相传输的相位调控装置及方法。该装置包括中心站和远端站，中心站包括光发送模块和FM旋光镜，远端站包括光分路器、光收模块Ⅰ、放大器Ⅰ、滤波器Ⅰ、倍频器、滤波器Ⅱ、混频器、光环型器、光收模块Ⅱ、放大器Ⅱ、滤波器Ⅲ和分频器。其调控方法为：在远端站将中心站发送经过射频信号调制的光信号分为两路：其中一路返回中心站，经过FM旋光镜返回，与另一路共同输入相位调控装置，进行相位延迟及波动的补偿，从而直接输出稳相后的射频信号。本发明专利技术稳相精度不受测量系统的精度限制、无需在发送端进行预补偿，适合长距离、多个远端站级联应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及射频信号光纤传输的
，特别是一种。
技术介绍
在雷达系统、深空探测网络和射频仿真测试中对射频信号稳相传输的需求与日巨增。传统的同轴电缆传输射频信号，传输衰减大、相位稳定性差，随着传输频率的提高衰减越大，无法进行长距离传输。金属电缆典型的传输损耗约为几十dB/Km、射频信号在电缆中的传输距离受限，金属电缆的热膨胀系数大，如铜典型值约0.1-0.2X10_4m/°C，引起射频信号在电缆中传输时相位波动大。相位波动会随着电缆所用绝缘介质的不同发生变化，聚乙烯绝缘相位稳定度为100-200ppm/ °C，聚四氟乙烯绝缘相位稳定度为50-1OOppm/ °C，泡沫绝缘半柔性相稳定度为20-30ppm/°C。与射频电缆相比，光纤的低损耗、相位稳定性好、宽带宽、无电磁干扰等突出优势为实现射频信号的远距离稳相传输提供了理想的解决途径。光纤的损耗小于ldB/Km、将射频信号调制在光波上可实现射频信号的长距离传输。光纤材料的温度膨胀系数约是金属的1/100，相位稳定度达7ppm/°C，尚不能满足重点领域，如相控阵雷达、甚长基线干涉测量等的应用需求，因而射频信号光纤传输的稳相方法与装置纷纷提出。现有的稳相方法，如光纤Round-Trip法、双向比对法和延迟锁相法，大多是基于测量射频信号在光纤中住返传输的相位延迟及延迟波动，根据往、返时延相等的假设推算出单向时延及时延波动，在射频信号发送端(中心站)通过电路或光学延迟线进行预补偿，从而在射频信号的接收端(远端站)获得相位稳定的射频信号输出。但是往、返时延假设由于实际往返链路的不对称性或同一链路采用不同波长时光纤色散的存难以满足，不能为发端补偿提供精确的时延测量，因而射频信号光纤稳相传输的精度低、且系统复杂，无法进行长距尚稳相传输。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高精度的，通过补偿长距离传输引起的射频信号相位延迟及波动，实现射频信号长距离稳相传输。实现本专利技术目的的技术解决方案为:一种射频信号光纤稳相传输的相位调控装置，包括中心站和远端站，其中中心站包括光发送模块和FM旋光镜，远端站包括光分路器、光收模块1、放大器1、滤波器1、倍频器、滤波器Π、混频器、光环型器、光收模块I1、放大器I1、滤波器ΠΙ和分频器； 中心站中，光发送模块输入端通过射频电缆输入RF信号、输出端通过光纤连接器接光纤1 FM旋光镜通过光纤连接器连接光纤Π ； 远端站中，光分路器的输入端与光纤I连接，光环型器与光纤π相连；光分路器的输出端分别接入光收模块I和光环型器:其中光收模块I与放大器1、滤波器1、倍频器、滤波器II顺次连接后接入混频器的一个输入端，光环型器与光收模块I1、放大器I1、滤波器III顺次连接后接入混频器的另一个输入端；混频器的输出端接入分频器。—种射频信号光纤稳相传输的相位调控方法，将携带相位信息的RF信号和其三倍频信号进行混频，具体为: RF信号输入到中心站的光发送模块，光发送模块完成RF信号对DFB激光器的直接调制，调制后的光信号通过光纤连接器输入光纤I中；远端站的光分路器将光纤I传输过来的光信号分成二路:一路输入至光收模I转换成电信号，经放大器I放大后，送滤波器I滤除不需要的信号，再送入倍频器获得3倍频信号，经滤波器I[滤波后输入混频器的一个输入端口 ；另一路经光环型器送输入光纤Π反射传输,经中心站的FM旋光镜反射后传回光环型器，由光收模块II接收转换成电信号，经放大器II放大后，送滤波器ΙΠ滤除不需要的信号，最后输入混频器的另一输入端口；二路信号在混频器中混频并经分频器输出经过相位调控的RF信号。与现有技术相比，本专利技术的显著优点是:(1)由常用的光纤通信器件和电子元器件构成，通过相位补偿稳定相位，无需中心站预补偿，降低了对相位波动精确测量的要求，并且稳相精度不受测量系统的影响；(2)整个系统符合实际应用情境，实现射频信号在中心站和远端站或一个中心站和多个远端站之间长距离稳相传输；(3)该方法拓宽了射频信号光纤传输的应用领域，加快了其产业化进程。【附图说明】图1是本专利技术射频信号光纤稳相传输的相位调控装置的系统框图。【具体实施方式】`下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术公开的射频信号光纤稳相传输的相位调控装置，其工作机理是在远端将中心站发送经过射频信号调制的光信号分为两路，其中一路返回中心站，经过法拉第旋光镜(FM)返回，与另一路一起送相位调控装置，对相位延迟及波动进行调控补偿，从而直接输出稳相后的射频信号。其特点是稳相精度不受测量系统的精度限制、无需在发送端进行预补偿直接在远端进行补偿输出，适合长距离、多个远端站级联应用，符合实际系统的应用情境。结合图1，本专利技术射频信号光纤稳相传输的相位调控装置，包括中心站和远端站，其中中心站包括光发送模块I和FM旋光镜2,远端站包括光分路器3、光收模块I 5、放大器I7、滤波器I S倍频器9、滤波器II 12、混频器13、光环型器4、光收模块I! 6、放大器II 10、滤波器III 11和分频器14 ;中心站中，光发送模块I输入端通过射频电缆输入RF信号、输出端通过光纤连接器接光纤I ,FM旋光镜2通过光纤连接器连接光纤II ;远端站中，光分路器3的输入端与光纤I连接，光环型器4与光纤II相连；光分路器3的输出端分别接入光收模块I 5和光环型器4:其中光收模块I 5与放大器I 7、滤波器I 8、倍频器9、滤波器II 12顺次连接后接入混频器13的一个输入端，光环型器4与光收模块II 6、放大器II 10、滤波器III 11顺次连接后接入混频器13的另一个输入端；混频器13的输出端接入分频器14。上述中心站和远站之间通过光纤连接，光纤受环境温度、压力等影响引起传输射频信号相位的变化由相位调控装置实现补偿。该相位调控装置适用于单根光纤、双波长传输，也适用于双光纤、单波长传输，对于双光纤传输，射频信号光纤稳相传输的相位调控方法通过将携带相位信息的RF信号和其三倍频信号进行混频实现，具体步骤如下: 射频信号即RF信号输入到中心站的光发送模块1，光发送模块I完成RF信号对DFB激光器的直接调制，调制后的光信号通过光纤连接器输入光纤I中；远端站的光分路器3将光纤I传输过来的光信号分成二路:一路输入至光收模I 5转换成电信号，经放大器I 7放大后，送滤波器I 8滤除不需要的信号，再送入倍频器9获得3倍频信号，经滤波器II 12滤波后输入混频器13的一个输入端口 ；另一路经光环型器4送输入光纤II反射传输,经中心站的FM旋光镜2反射后传回光环型器4,由光收模块Π 6接收转换成电信号,经放大器Π 10放大后，送滤波器III 11滤除不需要的信号，最后输入混频器13的另一输入端口 ；二路信号在混频器13中混频并经分频器14输出经过相位调控的RF信号。实施例1 本专利技术射频信号光纤稳相传输的相位调控装置，由常用的光纤通信器件和电子元器件构成: 中心站中光发送模块I采用宽带高速直接调制DFB激光器；FM旋光镜2采用法拉第旋光镜; 远端站中光分路器3采用1X2的光纤耦合器；光环型器4采用三端口的光纤环型器；光收模块I 5和光收模块II 6均采用PIN+TIA光收组件，完成光电变换；放大器I 7和放本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种射频信号光纤稳相传输的相位调控装置，其特征在于，包括中心站和远端站，其中中心站包括光发送模块（1）和FM旋光镜（2），远端站包括光分路器（3）、光收模块????????????????????????????????????????????????（5）、放大器（7）、滤波器（8）、倍频器（9）、滤波器（12）、混频器（13）、光环型器（4）、光收模块（6）、放大器（10）、滤波器（11）和分频器（14）；中心站中，光发送模块（1）输入端通过射频电缆输入RF信号、输出端通过光纤连接器接光纤，FM旋光镜（2）通过光纤连接器连接光纤；远端站中，光分路器（3）的输入端与光纤连接，光环型器（4）与光纤相连；光分路器（3）的输出端分别接入光收模块（5）和光环型器（4）：其中光收模块（5）与放大器（7）、滤波器（8）、倍频器（9）、滤波器（12）顺次连接后接入混频器（13）的一个输入端，光环型器（4）与光收模块（6）、放大器（10）、滤波器（11）顺次连接后接入混频器（13）的另一个输入端；混频器（13）的输出端接入分频器（14）。700359dest_path_image001.jpg,602456dest_path_image001.jpg,145433dest_path_image001.jpg,500191dest_path_image002.jpg,91709dest_path_image002.jpg,379471dest_path_image002.jpg,93349dest_path_image003.jpg,669824dest_path_image001.jpg,861771dest_path_image002.jpg,272548dest_path_image001.jpg,157328dest_path_image002.jpg,893202dest_path_image001.jpg,951157dest_path_image001.jpg,823298dest_path_image001.jpg,878979dest_path_image001.jpg,492363dest_path_image002.jpg,26112dest_path_image002.jpg,283918dest_path_image002.jpg,776080dest_path_image003.jpg...
【技术特征摘要】
1.一种射频信号光纤稳相传输的相位调控装置，其特征在于，包括中心站和远端站，其中中心站包括光发送模块(I)和FM旋光镜(2),远端站包括光分路器(3)、光收模块I(5)、放大器I〔7)、滤波器】〔8)、倍频器(9)、滤波器Π (12)、混频器(13)、光环型器(4)、光收模块Π (6)、放大器II (10)、滤波器ΠΙ (11)和分频器(14)； 中心站中，光发送模块(I)输入端通过射频电缆输入RF信号、输出端通过光纤连接器接光纤I，FM旋光镜(2)通过光纤连接器连接光纤Π ； 远端站中，光分路器(3)的输入端与光纤I连接，光环型器(4)与光纤Π相连;光分路器(3)的输出端分别接入光收模块I (5)和光环型器(4):其中光收模块I (5)与放大器I (7)、滤波器I〔S)、倍频器(9)、滤波器Π (12)顺次连接后接入混频器(13)的一个输入端，光环型器(4)与光收模块II (6)、放大器Π (10)、滤波器ΠΙ (11)顺次连接后接入混频器(13)的另一个输入端；混频器(13)的输出端接入分频器(14)。2.根据权利要求1所述的射频信号光纤稳相传输的相位调控装置，其特征在于，中心站中光发送模块(I)采用宽带高速直接调制DFB激光器；FM旋光镜(2)采用法拉第旋光镜。3.根据权利要求1所述的射频信号光纤稳相传输的相位调控装置，其特征在于，远端站中光分路器(3)采用1X2的光纤耦合器；光环型器(4)采用三端口的光纤环型...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宝富，李建华，周华，方涛，赵继勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军理工大学，
类型：发明
国别省市：
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