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引用本文:

高会生,吴艳:分组传送网不确定时延分布的仿真研究[J]. 光通信技术,2018,42(10):18-21.

基于射频光子技术的时间频率传递系统设计与实现

尹怡辉1,林 岗2
(1.中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004;
2.中国人民解放军32069部队 广州军事代表室)

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摘要:为解决传统时间频率方法难以满足未来高精度时频传递需求的问题,设计并实现了一套基于射频光子技术的时间频率传递系统。分析了链路噪声、光纤色散、非线性以及环境温度波动对频率信号光纤传递链路的影响,测试结果表明:开环的射频光子链路会恶化所传递频率信号的长期稳定度,而采用校准信号主动反馈的闭环传递方式比开环链路的阿伦标准偏差提高了一个量级。
关键词:射频光子;时间频率;阿伦标准偏差;光纤延时
中图分类号:TN248 文献标识码:A 文章编号:1002-5561(2018)10-0018-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.10.006

0 引言
       时间频率标准高稳定度传递在导航、高速通信、导弹发射和航天测控等民用和军事领域中发挥着重要的作用。在许多通信系统中需要在几千米甚至上百千米内传输相位稳定的模拟射频信号,偏离载波频率1MHz以内的相位噪声和1s以上时间尺度的阿伦标准偏差通常是考核的重要指标,短期和长期稳定度要求的不同导致了精确传输时间和频率参考信号的传递方法不同,通常需要在可实现性和精度之间进行权衡[1~3]。例如,通过全球定位系统的单向时间和频率传递可在全球范围提供易于实现的时间和频率参考,24h频率稳定度为1.5×10-14;双向卫星时间频率传输和先进的基于GPS方法的24h频率稳定度为1×10-15,但必须利用专用的卫星链路和复杂的后向处理技术,这些方法通常受限于研究活动和国家实验室对通用协调时间的维护,并且短期稳定度非常不好[4]。因此,传统无线传输、电缆直接传输和基于卫星传输等时间频率信号的传递方法已经不能满足一些高稳定度频率源的传输要求。随着半导体技术、微波单片集成技术、集成光学和光纤技术的快速发展与成熟,基于强度调制的射频光子链路是实现稳定时间频率信号长距离传递的极有前景的技术[5],与星地链路、电缆和大气信道相比,光纤具有高带宽、抗电磁干扰和单位长度的低损耗、低重量等明显优势。因此,本文设计一套基于射频光子技术的时间频率传递系统。

4 结束语
       精确的时间和频率同步应用在导航、分布式相参雷达等系统中意义重大。本文利用射频光子技术将频率信号直接调制到光载波上进行长距离传递,并对开环的射频光子链路和采用校准信号主动反馈的闭环传递链路的阿伦标准偏差进行测试。测试结果表明:对于传递2km和5km的100MHz频率信号,随着环境温度的波动,开环的射频光子链路会恶化频率信号的长期稳定度,而采用校准信号主动反馈的闭环传递方式比开环链路的阿伦标准偏差提高了一个量级。因此,本文实现的基于射频光子技术的时间频率传递系统有望在军用和民用时频同步系统的可用稳定度方面取得突破。