基于电子相位补偿的光纤频率传递技术

针对远距离光纤频率直接传递由机械应力引入的相位噪声,分析了机械应力对频率传递性能的影响,设计了基于电子相位补偿的光纤频率传递方案,进行了光缆晃动模拟试验,并在实际架空光缆上进行试验,补偿了大部分由光缆环境变化引起的相位抖动,时钟源输出相位噪声为-120 dBc/Hz@1 Hz的10 MHz频率信号,经过基于电子相位补偿光纤频率传递系统后相位噪声达-111 dBc/Hz@1 Hz,与未进行电子相位补偿光纤频率传递相比相位噪声提高12 dB,实现10 MHz频率信号高质量传输。     

远距离高稳定光纤频率传递技术研究

针对卫星导航系统对高稳定、远距离频率信号传递需求,对光纤频率传递技术原理进行了简要介绍,设计了基于电子相位补偿原理的光纤频率传递系统,并进行了实验验证。实验结果表明,通过单纤双向往返传输的相位补偿方案,实现了100 km光纤频率传递链路相位噪声的实时补偿,频率稳定度为1.13×10~(-14)@1 s,2.19×10~(-17)@10~(4 )s,抵消了光纤链路所处环境温度变化引入的附加相位噪声。     

激光二极管频率调制相位补偿

本文利用激光二极管频率可调特性，阐述了一种保持干涉光纤传感器在正交状态工作的方法。该技术被应用在马赫－泽德尔干涉仪的相位补偿结构中，有良好的效果，它的最小检测相位可达１．０５×１０－６ｒａｄ。     

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。     

一种光纤Mach-Zehnder干涉仪的相位补偿方案

针对光纤Mach-Zehnder干涉（MZI）受环境影响的稳定性问题,设计了光纤MZI实验装置。从理论上分析了光纤MZI的输出光强,并给出了实验验证,由示波器直观地显示出光纤MZI的稳定性与环境的关系以及相位调制对干涉的影响等。为了解决振动噪声、温度变化等环境因素导致的光纤MZI不稳定,设计了一种新的相位补偿方案,即用两个2×2光纤耦合器的输出,实现相差检测及反馈控制。     

温度对光纤频率传输系统稳定性的影响及其补偿

为抑制温度对基于光纤的频率传输系统稳定性的影响,建立了相应的物理模型.并进行了定量分析.结果表明.温度的缓慢变化不会影响频标信号的短期稳定性.但会使其长期稳定性变差.因此,在高稳定光纤频率传输系统中.必须通过相位补偿来有效地抑制温度引入的相位噪声.在此基础上进行了仿真研究和实验检测.仿真结果表明,通过该补偿技术可以在环...     

光纤链路时延波动对频率传递稳定度的影响

为研究光纤频率传递的稳定度损失,分析了光纤链路时延波动对频率传递稳定度的影响,得出因温度变化引起的链路长度变化、折射率变化和激光器输出波长漂移带来的时延波动是影响频率传递稳定度的主要因素。建立Round-trip时序模型,定量分析时延波动残留,发现因环境温度缓变引入的时延波动可以得到有效补偿,因激光器动态结温度快变导致输出波长漂移引入的时延波动无法有效补偿,是稳定度损失的关键因素。降低激光器动态结温度的变化速率,是提高频率传递稳定度的有效手段。要使时延波动对频率传递稳定度的影响小于10~(-15)s~(-1)、10~(-20)d~(-1)(d~(-1)即每天),必须采取有效的温控措施,精确控制激光器动态结温度变化率,使其小于0.04℃/s。     

高稳定的时频基准远距离光纤传递系统设计

为了实现时间信号和射频基准信号的高稳定性远距离传递,采用锁相和光纤传递方法,进行了理论分析和实验研究,取得了时间传递偏差及基准频率的艾伦偏差数据,结果表明,采用锁相环路来确保光纤链路延迟的恒定,使得远程终端能获得精确而稳定的时间和基准频率,这一结果对提高时间信号传递的稳定性具有重要的意义.     

基于相位补偿的调频连续波大长度测距中的色散校正

基于调频连续波测距的原理搭建并改进了双光路调频连续波测距系统,在测量光路增加光纤延迟线使测量距离拓展到了65 m.还研究了等光频重采样中色散的影响,推导出了带有色散和光纤延迟线的重采样模型,提出了在调频连续波大长度测距中通过频率幅度来调节相位补偿系数的色散校正方法.实验表明,在45~65 m的范围内增加了光纤延迟线并且有效的校正了色散,校正色散后在65. 165 m处测距值与干涉仪测量值最大误差小于500μm,标准差为246μm,频谱分辨力高达123μm,十分接近理论分辨力.文章的研究为调频连续波大尺寸测量提供了可行性的参考.     

光纤频率传输中相位漂移的主动抑制研究

提出了一种基于线性光子射频移相器的光相位漂移主动抑制方案,方案中采用了双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和本地微波信号光滤波器,通过控制DPMZM的偏置电压补偿光纤传输产生的相位漂移.建立了20km频率传输实验系统,在时间抖动均方根小于0.5ps的20km单模光纤中传输了0.5GHz的参考信号.     

大动态范围连续可调光纤实时延迟线的设计与制作

研究设计了一种温控大动态范围光纤实时延迟线,仿真分析了温度分布及时延变化率。制作出一个动态范围为7.3ns、光纤温度变化范围为40℃的温控光纤实时延迟线,实验上进一步研究了半导体制冷片、散热装置及箱体对光纤延迟线延时动态范围的影响,测试了制作的温控光纤延迟线的动态范围、时延变化率等,结果与仿真设计吻合。     

一种W频段频率步进雷达频率源的相位补偿方法

介绍了频率步进雷达信号实现距离高分辨的工作原理.针对采用步进频信号的某W频段末制导雷达在系统调试过程中,由于频率源本振和激励源不同频点的相位差不同造成距离像畸变的情况,分析了信号相位变化对高分辨距离像的影响,根据步进频信号距离高分辨的原理,提出一种对各频点间相位差进行相位补偿的方法.计算机仿真结果表明其可行性,并在试验中对该方法进行了验证.通过该方法可以不用对步进频信号各频点的相参性过高要求,即可得到高分辨距离像,达到理想的距离分辨率,有效降低了W频段频率源设计和调试的难度.     

两阶优化增强光学相位共轭技术补偿光纤非线性

采用光学相位共轭（OPC）法补偿相干光通信系统中的非线性损伤是当前光通信领域的研究热点之一。为了进一步提升OPC抑制光纤非线性的能力,针对掺铒光纤放大器的色散管理光传输链路,提出了一种优化共轭信号功率及共轭信号累积色散的两阶优化方法。理论分析表明,功率优化带来的性能增益仅与光纤的色散-衰减系数比有关。因此,以超大有效面积光纤和反色散光纤（SLA-IDF）及标准单模光纤和色散补偿光纤（SSMF-DCF）两种色散管理链路为例,对理论分析结论进行验证。数值模拟结果表明：9信道的偏振复用四相相移键控信号经过1920 km(24×80 km)的传输后,对于SLA-IDF链路,优化光强和色散后系统的最优信噪比（SNR）分别提升了3.8 dB和1.0 dB;对于SSMF-DCF链路,优化光强和色散后系统的最优SNR分别提升了0.4 dB和1.6 dB。     

基于FPGA的全相位FFT和相位推算法频率测量

相位推算法具有良好的测频精度和瞬时性,但受信噪比的影响很大;常规的FFT测频方法,其测频精度取决于FFT变换的点数,且点数越多瞬时性越差。文中结合具有“初相不变性”的全相位FFT变换和相位推算法,设计、仿真并在FPGA平台上实现了一种频率测量方案。功能仿真的结果表明,该方案测频精度高,抗噪性能强,瞬时性较好,具有良好的工程应用价值。     

用于光纤传感的集成光学相位调制器

本文报道一种集总电极相位调制器的设计和制作。器件插入损耗小于或等于5dB(单模尾纤),半波电压小于或等于6V,3dB带宽1.25GHz。试验表明:该器件主要用于检测相位型光纤传感系统。     

相位共轭法解决光纤传输中的信号失真

光纤传输过程中所引起的信号失真有很多补偿方法，本文对其中的相位共轭法进行了理论推导和分析．     

基于频移光学反馈的稳定微波频率传递

正提出了一种利用光学频率梳的非线性扩谱效应和波分复用(WDM)技术、不受节点反射影响的传输方案。该方案的设计原理如下:将重复频率为100 MHz的掺铒光纤被动锁模激光器(中心频率1560 m,带宽30 nm)锁定到铷原子钟后,在近端经过WDM的其中一个单通道(通道波长设定为λ_1),光谱带宽被滤波后为100 GHz,波长为λ_1的信号光作为向前传输的信号。信号光在远端通过另一个相同的WDM的λ_1通道进行下载,放大后功率约为19.8 mW.放大后信号光接入1 km长、在1550 nm处群速度色散为零的色散位移光纤(DSF),由于在DSF中1550 nm零群速度色散区域具有很强的四波混频(FWM)效应,输出光学频率梳的光谱得到展宽,然后再接入到远端WDM中相邻的λ_2通道形成环回,从远端WDM公共端返回的波长为λ_2的光信号返回近端的判别信号进行相位噪声比较。环路的相位噪声是将返回信号和近端参考信号进行鉴相来测量,并通过近端的移相器来补偿。通过鉴相器的16-bit A/D采集卡采样的输出电压来测量环外的光信号。实验中测得的系统传输秒稳定度为1.5×10~(-13)和1000 s的稳定度为1.7×10~(-16),这说明该系统中白相位噪声在系统传输噪声中占主导地位。由于实验中采用光学频率梳传输模式只是WDM一个窄带宽通道,这种新方案也展现出了光纤通信网络中的色散不敏感性和兼容性。     

小数分频频率合成器及其相位补偿技术

本文在简单介绍小数分频频率合成器基本原理的基础上,对其中的核心问题—相位补偿技术进行了详细研究,给出了相位点补偿、欠补偿和全补偿的概念,提出了用单片机控制实现相位全补偿的新方案。最后详细介绍了小数分频频率合成器的具体实现。     

利用相位共轭技术补偿光纤传输信号的失真

本文阐述了利用光学相位共轭技术进行补偿色散和复原非线性失真的理论基础，分析了其补偿方法和基本原理。     

基于光纤延迟线相位控制的相干探测方法研究

采用系统建模仿真,分析了光纤延迟线信号传输存储和相位控制机理,研究时间延迟与相位延迟关系,从时域和频域探讨光程差对光学相位匹配的影响。仿真与实验结果表明,当信号光与参考光的相位差为2nπ(n=0,1,2,……)和(2n+1)π(n=0,1,2,……)时,相干混频后的信号功率分别获得最大值和最小值。证明了光纤延迟线的时间延迟能有效补偿在传输过程中产生的相位延迟,实现了信号传输的相位控制。