光纤时频传递系统的中继技术分析

为开展长距离高精度时间频率传输系统研究,对多级光纤时间频率传递级联系统的时延抖动进行理论分析,得出级联系统总时延抖动的一般公式。在实验上实现了两级级联50km光纤时频传递系统的闭环锁定,分别通过测试单级系统和级联系统的鉴相误差电压得到其时延抖动。通过实验结果和理论计算比较,分析了主要实验误差来源;通过分析掺铒光纤放大器(EDFA)放大自发辐射(ASE)产生的噪声对信噪比(SNR)的影响,系统频率稳定度由于信噪比的下降而产生劣化。     

25km光纤链路高精度频率传输实验研究

分析了影响光纤频率传输精度的主要因素,设计并 实现了一种新的基于锁相环(PLL)补偿的双向异频传输方案。首先,为了 确定光纤链路引入的不稳定性,设计了恒温条件下链路稳定性测试方案,通过光电联合测试 得出了链路传输指标;然后,结 合环境温度及PLL对光纤频率传输的影响,设计了环境温度影响下链路时延稳定性测 试方案,并搭建了实验平台;最后, 进行了光纤传输实验,分析了环境温度和阻尼系数变化对传输性能的影响。结果表明,由于 PLL的有效补偿,10MHz高 精度原子钟频率信号经过25km的光纤传输后仍能保持很高的稳定性;本文方案下的链路时 延抖动在环境温度慢变时可以稳定在0.5ns以内,显著降低了实际光 纤应用中传输时延的不稳定性。     

高精度光纤时间频率一体化传递

为满足各工程应用领域对于高精度时间频率同步的需求,降低系统复杂度,保障大规模光纤时频传递网络的顺利建设,该文提出基于伪码调制技术的光纤时间频率一体化传递方法,设计并搭建了光纤时间频率一体化传递系统,完成了光纤单向和双向时频一体化传递。在单向时频传递试验中,分析了温度变化对于系统传输时延的影响;在双向时频传递试验中,实现了时间频率的高精度传递,系统附加时间传递抖动为0.28 ps/s, 0.82 ps/1000 s,附加频率传递不稳定度为4.94×10^–13/s, 6.39×10^–17/40000 s。试验结果表明,该方法实现了时间、频率一体化高精度同步,且系统附加时间传递抖动优于目前各光纤时间同步方案。     

采用级联方式实现430km高精度频率传递

通过级联方式在京沪光纤骨干网中实现了430km的高精度频率传递。该级联系统包含了280km和150km两级系统,同时为了补偿光纤损耗,在两级链路中采用了低噪声高对称的双向掺铒光纤放大器。当每一级传递系统通过光学补偿方式达到稳定后,整个级联系统引入的频率不稳定度为在1s处1.02×10-13和在104 s处8.24×10-17,实验结果验证了级联系统的实际结果与两级系统计算结果之间符合误差理论。     

基于卫星时频的高精度测频系统设计

双同步测量是实现高精度频率测量的一种有效方法。本文提出基于卫星时频技术的双同步频率测量电路架构,利用软件对双同步测量电路进行了仿真,采用U-blox公司的高精度时钟模块LEA-5T和CD4046等器件构建了系统样机。实验结果表明,所设计的系统能实现频率的高精度测量。     

基于光纤链路的180 km高精度时间同步系统

针对日益提高的高精度原子钟时间频率比对的需求,给出基于光纤链路的远距离高精度时间同步设计。在65 km光纤双向时间同步链路的基础上通过引入中继提高光纤传输距离,在180 km的光纤链路上实现了远距离时间同步,双向时间同步精度为153 ps。试验结果表明,添加掺铒光纤放大器进行远距离光纤时间信号传递是可以实现的,突破了单段光纤传输距离小于100 km的限制。     

北斗时频传递链整体绝对校准技术研究

全球导航卫星系统(GNSS)时频传递因其较好的不确定度水平及使用方便等特点,已成为当前应用最广泛的时频传递技术。时频传递链校准是时间和频率量值精准传递的关键与必要前提,传统的分步绝对校准技术存在校准步骤复杂、不确定度来源多的问题。针对上述问题,该文提出一种整体绝对校准技术,对北斗卫星导航系统(BDS)时频传递链进行整体一次性校准,测量不确定度更低。通过对时频传递链整体绝对校准方法的研究,搭建了时频传递链整体绝对校准系统及实验平台,实现了北斗时频传递链的整体与分步绝对校准实验,评估其不确定度。结果表明两种方法校准结果一致性优于1.76 ns,合成标准不确定度分别评定为0.80 ns与1.00 ns。     

高精度自由空间光学时频基准传输技术研究进展

自由空间时频基准传输是全球授时与同步、高速宽带通信、卫星编队飞行和空间物理参数监测等应用的关键技术,光钟技术的发展对光学时频基准传输精度提出了更高的要求。本文介绍了国内外自由空间光学时频基准传输技术的研究进展,重点介绍了不同研究机构基于光学频率梳开展的大气湍流相位噪声和空间噪声补偿方法,以满足高精度时间和频率基准的传输要求,最后对自由空间光学时频基准传输技术的应用进行了总结和展望。     

跳频扩时混合光纤CDMA系统的研究

本文从素数码的随机特性出发,得出加入跳频图案可以改善素数码的自互相关系,引入了跳／扩时（ＦＨ／ＴＨ）混合光纤ＣＤＭＡ的概念;给出了一种可灵活变址、无需延迟线网络的编解码方案,分析了ＦＨ／ＴＨ系统的网络性能,得出跳频图案的引入可以提高分组成功解码概率,从而改善了网络特性。     

星间激光时频传递系统中的多普勒频移补偿技术

为了减少星间激光时频传输过程中的多普勒频移并提高星间通信的可靠性,提出了一种多普勒频移补偿技术。首先,对多普勒频移进行了理论分析和仿真,得到了两卫星在24 h通信中断前传输激光光学频率所产生的多普勒频移;然后,设计了一个多普勒频移补偿系统用于星间激光多普勒频移补偿。仿真结果表明：该系统能在约15个控制周期内完成多普勒频移补偿,使得补偿后的多普勒频移小于8 kHz,比未补偿的情况改善了6个数量级。     

高精度频差测量方法研究

针对分布式多基地雷达多源信号产生与处理技术的关键问题,分析了现有频差测试方法,探索高精度频差测量方案。通过频差扩展方法,完成被测源间相对频差指标的高精度测量系统方案设计。此方案克服了传统时间同步设备需要大量时间来校正频率误差的缺陷,使校正之后的精度大大提高。根据设计方案研制了试验样机和测试系统,并通过对高精度源间相对频差的测量获得实测数据,测试结果验证了高精度频差测量方案的可行性。     

空间时频传递综合控制系统设计与开发

基于自由空间链路进行的时间频率传递方案一直是国内外研究的热点。实验方案利用两个飞秒光学频率梳以及线性光学采样技术实现极高精度的自由空间时频传递,在该领域展现出巨大的潜力。为了对其进行更深入的研究测试,亟需开发一套空间时频传递综合控制系统,主要负责数据采集之后的大批量数据传输、数据处理算法实现以及对整个系统的控制。针对以上需求,给出了该系统的设计方案与主要流程图,最后基于实验运行结果对本系统的可行性进行验证。     

基于FPGA的高精度时频测量设计与实现

由于数字器件的运行时钟受限,基于数字处理芯片的时频测量的精度很难提高;利用FPGA内部锁相环的特点,设计了采用同频多相的多个时钟同时对输入信号进行测量,对各个时钟的测量值进行平均的高精度时频测量方法;介绍了采用产生多个同频多相时钟的方法,详细说明了采用多个同频多相的时钟同时进行时频测量的具体步骤;实际测量表明,该方法实现较为简单,能够在不提高时钟运行速率的情况下,成倍地提高信号的时频测量精度。     

基于FPGA的高精度时频测量设计与实现

由于数字器件的运行时钟受限,基于数字处理芯片的时频测量的精度很难提高;利用FPGA内部锁相环的特点,设计了采用同频多相的多个时钟同时对输入信号进行测量,对各个时钟的测量值进行平均的高精度时频测量方法;介绍了采用产生多个同频多相时钟的方法,详细说明了采用多个同频多相的时钟同时进行时频测量的具体步骤;实际测量表明,该方法实现较为简单,能够在不提高时钟运行速率的情况下,成倍地提高信号的时频测量精度。     

空间站高精度时频微波链路系统体制设计及关键技术

在空间站上建立较地面高一个量级的时间频率系统,通过高精度时频链路为全球民用系统提供更为精准的空间时频基准,具有非常重要的科学和军事意义.首先,探讨了国外在空间站高精度时频传递技术方面的现状和应用;其次,在空间站双向时频传递原理的基础上,对比欧空局(ESA)的方案提出了适合我国空间站时频系统微波链路的设计思路;最后,重点分析和研究了高精度时频传递的两项关键技术,对于开展详细系统设计以及实现皮秒量级测量精度具有重要作用.     

一种增强型PTP光纤级联精细时频同步方法

该文提出了一种增强型PTP光纤级联精细时频同步方法,该方法以PTP同步技术为基础,结合同步以太网时钟传递技术和基于数字双混频时差法的多级级联精细时钟同步技术,对PTP技术进行改进和增强,然后基于该方法,通过多级时频设备光纤级联的形式实现多节点、大跨度、网络化的时频信号传递与同步输出,并解决多级级联情况下同步精度会逐级恶化的问题,实现ns量级的系统时间同步精度,保证系统各环节在高度统一的时间尺度下进行高效同步与联动工作。通过设计、试验,验证了该方法的可行性和有效性。     

一种增强型PTP光纤级联精细时频同步方法

该文提出了一种增强型PTP光纤级联精细时频同步方法,该方法以PTP同步技术为基础,结合同步以太网时钟传递技术和基于数字双混频时差法的多级级联精细时钟同步技术,对PTP技术进行改进和增强,然后基于该方法,通过多级时频设备光纤级联的形式实现多节点、大跨度、网络化的时频信号传递与同步输出,并解决多级级联情况下同步精度会逐级恶...