[发明专利]一种基于锁模光频梳的共视法时间同步装置及方法

权利要求书

1.一种基于锁模光频梳的共视法时间同步装置，其特征在于，包括发射机、接收机A和接收机B；所述发射机包括标准信号源、光学锁相环、光频梳、光学延迟器和时间编码模块；所述接收机A和接收机B均包括光电探测器、时间比对模块、时钟模块、计数器以及时钟校准模块；

发射机中：

标准信号源用于提供标准信号频率；

光频梳用于输出重频光脉冲，并根据光学锁相环反馈的频差改变腔长，从而使光频梳输出的重频光脉冲精确锁定在标准信号源上；

光学锁相环用于探测光频梳输出的重频光脉冲，并与标准信号源的频率进行比对，求出频差，然后反馈给光频梳；

时间编码模块用于控制光学延迟器进行延迟编码；

光学延迟器用于在时间编码模块的作用下对重频光脉冲进行延迟编码，编码后的光脉冲分别发送给接收机A和接收机B；

接收机A和接收机B中：

光电探测器用于接收发射机发来的光脉冲并输出电信号；

时钟模块用于输出时钟信号，提供本地时钟；

时间比对模块用于将本机光电探测器输出的电信号与本机的本地时钟进行时间比对，求出本地钟差，并将本机的本地钟差传递给另一个接收机的时钟校准模块；

计数器用于对本机时钟模块输出的时钟信号进行计数，并将本机计数开始时刻至本机收到光脉冲时刻之间的时钟信号计数发送给另一个接收机的时钟校准模块；

时钟校准模块用于接收对方接收机的本地钟差和时钟信号计数，并与本接收机的本地钟差和时钟信号计数进行比较，从而求出两接收机之间的钟差，完成本接收机与另一接收机的时间同步；

所述时钟校准模块求出两接收机之间的钟差的具体方式为：

T_A-T_B＝(TIC_A-TIC_B)+(τ_A-τ_B)

其中，T_A为接收机A的计数开始时刻，T_B为接收机B的计数开始时刻，T_A-T_B为接收机A和B之间的钟差，τ_A为接收机A的本地钟差，τ_B为接收机B的本地钟差；TIC_A为自T_A起，直至接收机A收到光脉冲时刻为止，接收机A的时钟信号计数；TIC_B为自T_B起，直至接收机B收到光脉冲时刻为止，接收机B的时钟信号计数。

2.一种基于锁模光频梳的共视法时间同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在发射机中，利用光学锁相环探测光频梳输出的重频光脉冲，并与标准信号源的频率进行比对，求出频差，然后反馈给光频梳，光频梳改变腔长，从而使光频梳输出的重频光脉冲精确锁定在标准信号源上；

(2)对光频梳输出的光脉冲进行延迟编码，并将编码后的光脉冲分为两束，分别传输给接收机A和接收机B；

(3)接收机A和B分别通过各自的光电探测器探测编码后的光脉冲的位置信息，并解调出时间信息；同时，对本机计数开始时刻至本机收到光脉冲时刻之间的时钟信号进行计数；

(4)接收机A和B分别将本机解调出的时间信息与本机的时钟进行比对，求出发射机编码时间与本机时钟的钟差，即本地钟差；

(5)接收机A和B交互各自的本地钟差和时钟信号计数，并分别在本机上求出本机与对方接收机之间的钟差，从而与对方接收机进行时间同步；

步骤(5)中，在本机上求出本机与对方接收机之间的钟差的具体方式为：

T_A-T_B＝(TIC_A-TIC_B)+(τ_A-τ_B)

其中，T_A为接收机A的计数开始时刻，T_B为接收机B的计数开始时刻，T_A-T_B为接收机A和B之间的钟差，τ_A为接收机A的本地钟差，τ_B为接收机B的本地钟差；TIC_A为自T_A起，直至接收机A收到光脉冲时刻为止，接收机A的时钟信号计数；TIC_B为自T_B起，直至接收机B收到光脉冲时刻为止，接收机B的时钟信号计数。