[发明专利]一种实现相位噪声补偿的自由空间微波信号传输方法及传输系统

说明书

本发明涉及信号传输技术领域，公开了一种实现相位噪声补偿的自由空间微波信号传输方法及传输系统，可在接收端得到相位锁定于发射端待传微波信号的微波传输信号，从而确保了微波频率信号的高质量传输，使得能够采用自由空间作为微波频率信号的传递媒介，实现不同站点间微波频率信号的同步。此外，相比较于现有传输技术，可将由待传微波信号直接作为可为任意频率信号的参考频率信号，使得仅需在发射端布置一个辅助频率源，大幅度降低了发射端辅助频率源的数量，从而无需在发射端产生多路辅助频率信号来协助信号处理，既显著简化了发射端的系统结构，又提升了传输系统的可靠性和实用性，便于实际应用和推广。

技术领域

本发明属于信号传输技术领域，具体地涉及一种实现相位噪声补偿的自由空间微波信号传输方法及传输系统。

背景技术

随着通信技术的发展，越来越多的领域对微波频率信号的高质量传输都提出了高需求，例如时间频率领域高质量的时间频率分发、军事领域中多基地雷达的信号综合，以及科研中大科学装置的同步等。

现有公开专利(专利号：ZL201110186493.9，《原子时信号传输系统及传输方法》)介绍了一种通过光纤实现超长基线(即距离)的微波频率信号传输的系统及方法。该系统采用了主动补偿光纤链路中噪声的方法，即通过对光纤传输链路(尤其是超长距离)的相位噪声的补偿，实现了高精度、高稳定度的微波频率信号的传输。

现有公开专利(专利号：ZL2011310467522.8，《一种基于相位补偿的自由空间频率信号传输系统》)提出了一种基于相位补偿的自由空间频率传输与同步系统，可以实现在自由空间链路中微波频率信号的高质量传输。但是该专利的方案系统较为复杂，在发射站不能直接将待传频率信号作为频率参考，需要产生多路辅助频率信号协助信号处理，导致系统的可靠性和实用性受到极大制约。

发明内容

为了解决现有自由空间微波信号传输系统所存在的系统结构较为复杂，在发射站需要产生多路辅助频率信号协助信号处理，进而导致系统的可靠性和实用性受到极大制约的问题，本发明目的在于提供一种实现相位噪声补偿的自由空间微波信号传输方法及传输系统，可具备更好的可靠性和实用性。

本发明所采用的技术方案为：

一种实现相位噪声补偿的自由空间微波信号传输方法，包括如下步骤：

S101.在发射端，将由发射侧频率源生成的第一微波信号作为上行发射信号，并使该上行发射信号经由自由空间传输至接收端；

S102.在接收端，将收到的所述上行发射信号作为第四微波信号，然后使由接收侧频率源生成的伺服频率信号相位锁定于所述第四微波信号，最后基于所述伺服频率信号生成相位锁定于所述第四微波信号的下行发射信号，并使该下行发射信号经由自由空间传输至发射端；

S103.在发射端，将收到的所述下行发射信号作为第五微波信号，然后根据所述第五微波信号、所述第一微波信号和待传微波信号得到补偿偏差信号，最后将所述补偿偏差信号作为控制信号，反馈控制所述第一微波信号的频率和相位，使传输系统闭环后所述补偿偏差信号的频率和相位均等于零，此时所述第一微波信号的频率与所述待传微波信号的频率成线性关系，所述第一微波信号的相位近似等于所述待传微波信号的相位与单次相位噪声之差，实现对自由空间传输引入相位噪声的主动补偿，其中，所述单次相位噪声是指自由空间对微波信号单次传输所引入的相位噪声。

具体的，在所述步骤S102中，所述使由接收侧频率源生成的伺服频率信号相位锁定于所述第四微波信号的步骤包括如下：

S201.基于所述伺服频率信号生成相位锁定于所述伺服频率信号的第二微波信号V₂：

V₂＝A₂ cos(kω_st+kφ_s)