[发明专利]微波恢复装置和分布式微波同步系统

说明书

公开了一种微波恢复装置和分布式微波同步系统。所述微波恢复装置包括：光电转换器，用于将接收到的微波调制光信号转换成电信号；锁相环，包括微波鉴相器和介质振荡器，所述微波鉴相器的一个输入端接收所述电信号，所述微波鉴相器的另一个输入端接收所述介质振荡器的输出信号，所述介质振荡器接收所述微波鉴相器的输出信号作为输入信号，并且输出恢复的微波信号。该方案利用微波鉴相器鉴相精度不受输入信号幅度影响的特性，和介质振荡器的低噪声特性，实现布置于分布式微波同步系统从端的锁相环，抑制由于光电管非线性效应产生的幅度‑相位噪声，获得更为精准的微波信号。

技术领域

本公开涉及一种同步技术，尤其涉及一种微波恢复装置和分布式微波同步系统。

背景技术

分布式微波同步系统分为主端和从端，主端负责产生系统所需的微波信号，然后将其通过同轴线或光纤传输到从端，再通过反馈控制使从端相位与主端微波相位锁相。此类系统主要应用于大型科研装置，如粒子加速器，雷达等。

当主从端距离较近时，可用同轴线直接传输微波信号。当主从端距离较远时，则需要先用微波信号对激光做调制，然后将调制后的激光通过光纤传输到从端，以降低长距离传输时的损耗，并增加系统的抗干扰能力。

在获取到经调制的激光信号时，需要使用诸如光电管等的器件来进行连续激光信号的解调，从而恢复出微波信号。在采用光电管做调幅信号的解调时，如果光电管的响应曲线是理想的线性响应，那么光电管输出信号将与输入信号所携带的调制信号成线性关系，二者的频谱成分也会一致。然而在实际使用中，光电管的响应曲线并非是理想的线性响应。图1示出了光电管响应曲线的一个例子。如图所示，光电管响应曲线在信号幅度较大时斜率会出现变化。

虽然在现有技术中，会尽量使光电管工作在线性区域，但在实际利用中仍是存在非线性效应，尤其是在调制信号幅度较大时非线性效应会更加明显，这就造成了光电管的输出信号频谱与调制信号频谱不一致，从而引入频率噪声，即幅度-相位噪声，也即造成了同步系统在时域的时间抖动。即使仅产生了100飞秒的时间抖动，换算成频域也会产生10000GHz的高频，如此之高的高频抖动通常无法通过反馈系统抑制，从而导致从端解调信号的幅度-相位噪声。

为此，需要一种能够抑制上述幅度-相位噪声的微波恢复方案。

发明内容

本公开要解决的一个技术问题是提供一种能够抑制上述幅度-相位噪声的微波恢复方案，该方案利用微波鉴相器鉴相精度不受输入信号幅度影响的特性，和介质振荡器的低噪声特性，实现锁相环，抑制由于光电管非线性效应产生的幅度-相位噪声，获得更为精准的微波信号。

根据本公开的第一个方面，提供了一种微波恢复装置，包括：光电转换器，用于将接收到的微波调制光信号转换成电信号；锁相环，包括微波鉴相器和介质振荡器，所述微波鉴相器的一个输入端接收所述电信号，所述微波鉴相器的另一个输入端接收所述介质振荡器的输出信号，所述介质振荡器接收所述微波鉴相器的输出信号作为输入信号，并且输出恢复的微波信号。

可选地，该装置还可以包括：传输路径修正单元，用于修正所述微波调制光信号的传输延时。

可选地，该装置还可以包括：相位调节装置，用于调节所述电信号的相位，并将经相位调节的电信号输入所述锁相环。

可选地，该装置还可以包括：相位调节装置，用于调节所述恢复的微波信号的相位。

可选地，所述微波调制光信号包括：基于微波频率进行幅度调制的激光信号。

可选地，所述光电转换器包括：快速光电管。

可选地，所述介质振荡器的输出频率使用外部电压朝向所述电信号的频率进行调节。

根据本公开的第二个方面，提供了一种分布式微波同步系统，包括主端和从端，其中，所述主端发送微波调制光信号；所述从端接收所述微波调制光信号，并且包括如第一个方面所述的微波恢复装置。