相位自校准的光纤微波频率绝对相位传递

提出一种相位自校准的光纤微波频率相位传递方案。该方案使用声表面波滤波器的冲激响应的窄带信号作为时间信号,使其与频率信号可同时使用同一波长进行传输。为实现稳定的可重复相位差,利用时间信号的往返传输时延来确定频率信号的整数个周期,并在多次重启的情况下验证了系统相位的稳定性。在60 km实验室平台上对所提方案进行验证,频率传递的稳定度优于4×10^(-14)@1 s,5×10^(-17)@10000 s。系统多次重启的情况下,所获得的平均相位差最大不一致的峰峰值为0.008 rad,对应于整个周期的0.15%,可保证较高的相位一致性。

用于光频传递的通信波段窄线宽激光器研制及应用

通信波段窄线宽激光器在基于光纤的光学频率传递中有着重要应用.本文报道了1550 nm超窄线宽光纤激光器的研制及其在光学频率传递中的初步应用结果.利用一台激光光源,分别锁定到两个参考腔上(精细度分别为344000和296000),锁定后经拍频比对测得单台激光线宽优于1.9 Hz,秒级频率稳定度为1.7×10-14,优于国内同类报道.将研制的超窄线宽激光器用于光纤光学频率传递,在50 km光纤盘上实现了7.5×10-17/s的传递稳定度,较采用商用光纤激光器提高了3.2倍.

200 km沙漠链路高精度光纤时频传递关键技术研究

针对沙漠环境实地链路存在的温度变化大、室外风力、地表振动等多种复杂噪声来源,通过对系统反馈补偿带宽、反馈补偿强度、光功率等时频传递系统关键参数的优化配置,研究了不同反馈补偿参数下复杂链路噪声的有效抑制技术.全链路的频率传递稳定度8×10^(-14)@1s,1×10^(-16)@1000 s,千秒尺度下时间信号传递的时间方差仅为1.2 ps.实现了氢钟信号在200 km量级沙漠环境实地链路的无损传输.该验证实验在基于短基线干涉测量的卫星测轨系统中发挥了重要作用.

光纤时间传输及相位补偿

介绍了国外几种利用光纤进行时间频率传递的方法和经验。对无补偿光纤时间频率传递方法、双向时间频率传递方法、光学机械温度补偿方法及电子共轭相位补偿方法作了较详细的描述。光纤时延主要随温度而变化,在200km以内,时延的日变化为几纳秒,月变化为十几纳秒。在50km内利用光纤传输100MHz频率信号时,在不补偿情况下频率稳定度为:3×10-14/s,1×10-15/d;光学补偿后的频率稳定度可达到1.5×10-14/s,1×10-17/d。电子共轭相位补偿后,温度变化20℃引起的相位变化降低了45倍。光纤传输对短期频率稳定度影响较小,对日及更长期的频率稳定度影响较大。

精密时频传递技术综述

精密时间频率传递技术在当今众多领域中发挥基础支撑作用,同时也是UTC(coordinated universal time)、TAI(international atomic time)等国际时间标准建立和维持的关键技术之一。本文对3类主流的精密时频传递技术进行了研究。结果表明,卫星时频传递发展最为成熟,应用最为广泛,但同时也面临性能提升瓶颈及安全性、环境适应性等隐患;光纤时频传递利用先进的光纤传输技术,在传递性能方面具有一定的优越性,但易受环境温度等因素的影响,且在铺设范围、成本及灵活性方面存在局限性;激光时频传递利用卫星激光测距技术实现星地时钟的高精度比对,但该技术实施需要专用系统及设备,应用领域有限,目前主要应用于卫星导航系统性能增强。本文研究可为建设满足精度、稳定性、可靠性及安全性要求的国家时频体系提供参考。

光缆网高精度授时技术现状及应用

分析了光缆网高精度授时技术的可行性,归纳了国内外发展现状,提出了光缆网高精度授时的网络架构及实现方案,探讨了其关键技术及发展趋势,并对其应用前景进行了展望。

双向EDFA对长距离光纤时间传递影响研究

设计实现了用于光纤时间传递系统的BEDFA,理论分析了该BEDFA对长距离光纤时间传递性能的影响并进行了相应仿真,得出每增加一个BEDFA时间系统精度降低50ps、稳定度降低5×10-11/s(-25dBm接收光功率和典型参数)的结论。利用环回法时间传递样机设计相应实验对理论进行了验证。

光纤时间传递系统中时钟驯服模块的设计和实现

提出了一种基于光纤时间传递系统的时钟驯服模块设计方案。介绍了系统硬件的组成。在对信道特性和压控晶振进行理论和实验分析的基础上,设计实现了适用于光纤信道特性的卡尔曼滤波算法以及驯服流程控制程序。实验测试表明:该模块能结合恒温晶振短期稳定度好和光纤时间传递系统秒脉冲长期稳定度好的优点,时间传递的精度优于0.25ns(1σ),输出的秒脉冲的长期稳定度优于10-14。

国家授时中心长距离光纤光学频率传递研究进展

光纤光学频率传递是新一代时间频率体系和地基授时系统的重要组成部分,利用光纤实现高精度光学频率传递具有明显的精度优势和应用前景。本文报道了中国科学院国家授时中心在高精度光纤光学频率传递方面的研究进展。112 km实地光纤上国内首次实现万秒稳定度7.5×10^(-20)的光频传递;利用光外差锁相方案实现了光频级联传递技术突破,在224 km实地光纤上光频传递稳定度万秒稳定度7.7×10^(-19);首次提出并验证了一种基于本地测量的光纤光频双向比对,50 km频率比对稳定度秒稳达到1.2×10^(-16),4万秒稳定度达到1.3×10^(-21)。最新进展为在860 km实地光纤上实现了稳定度2×10^(-19)@200 s的光频传递。

远距离高精度光纤双向时间比对方法研究

针对光纤传输链路因受光信号衰减、温度变化和振动等因素引起的光学相位起伏,影响时间比对精度的问题,研究了基于双向伪码测距原理的光纤双向时间比对方法,并搭建模型系统进行了实验验证。结果表明,通过单光纤双向双波长的传输方案,在65 km光纤链路上,抵消了往返链路传输时延的不对称性,使时间比对精度可达108 ps。温度变化引起光纤折射率变化是导致时延波动的主要因素,对温度变化与光纤时延的关系进行了分析和仿真,通过温度试验验证了光纤时延随温度变化的温度漂移系数与理论值相符。

光纤传输技术在雷达系统中的应用

介绍了光纤传输技术在雷达系统中应用的需求与现状,结合实例介绍了雷达数字信号光纤传输的实现方案,详细讨论了系统设计中的关键技术并给出了解决途径。

光纤双向时间传递的误差分析

介绍了光纤双向时间传递的基本原理和系统组成，通过对信号传输链路分析，推导出了影响时间同步精度的误差来源。详细分析了来回光纤链路不对称性、光器件处理、时间间隔测量等引人的误差对时间同步精度的影响，从理论上计算出各项影响因素引入误差的量值。提出了降低误差、提高系统同步精度的方法。通过理论分析和计算得出光纤双向时间传递系统同步精度可达亚纳秒量级。

一种光纤双向时间比对时间码的设计与验证

提出了一种适用于通过光纤链路实现高精度双向时间比对的时间编码方案。在保留IRIG-B(DC)码型格式的基础上,通过压缩码元宽度实现时间编码信号在光纤链路中的高精度传输。给出了基于FPGA的时间编解码实现方案,在1m电缆和室内50km光纤传输链路上进行了双向时间比对的实验。实验结果表明,该方案可稳定精确地实现时间传递,1m电缆的传输精度优于33ps,50km光纤传输精度优于55ps。

基于光纤的时间伺服传递距离拓展研究

阐述了利用单通道双向放大器(single path bidirectional amplifier,SPBA)拓展时间伺服传递距离的基本原理,利用单通道双向放大器将授时距离拓展到200km,搭建的实验系统完成了双向时间比对和终端时频信号的伺服重生,授时同步误差峰峰值为507ps。

光纤时间传递溯源钟差粗差探测算法

卫星导航系统时间对溯源链路的可靠性和同步精度提出要求。采用光纤时间传递技术实现的溯源链路可获得高精度的溯源钟差,提高卫星导航系统时间同步精度。但由于光纤传输链路、光纤设备和基准输入信号等中断或干扰降低溯源链路可靠性并导致溯源钟差存在粗差影响溯源模型精度,因此需要对溯源链路状态实时监测,并在估计溯源模型参数前对溯源钟差数据进行粗差探测。对此,通过引入最小二乘推估理论,推导基于光纤时间传递的溯源钟差拟合残差统计特性,提出针对光纤时间传递溯源钟差的滑动窗口粗差实时探测方法。实验以某卫星导航试验系统长度为56 km、时间传递不确定度优于100 ps的光纤溯源链路实测钟差数据为例,验证了所提方法的可行性与有效性。

高精度时频信号的远距离传输技术

本文讨论了采用光纤双向时间传输方法实现高精度时间和频率信号远距离传输的技术,分析了该技术的实现原理并进行了验证实验,结果表明:时间信号经过1km的光纤传输距离,其时间传递精度优于0.2ns,频率信号稳定度传输插损小于0.4,相位噪声传输插损小于2dB.该技术可为卫星导航系统主控站设备的远距离布设提供有效的技术支持。

高精度光纤微波时频传递技术

光纤微波时频传递技术具备高可靠性、高稳定性、高精度以及低损耗等优点,能够为航空航天、国防建设、高速通信行业等提供高精度的时间频率参考基准。如何克服现有光纤时频传递技术中存在的时刻同步精度低、网络化和一体化技术不成熟等问题,同时还能保证系统在长距离传输时不会导致同步精度显著下降,成为光纤时频传输领域核心研究问题。综述了光纤微波时频传递研究领域的进展,从传统的时频传递技术切入,介绍了时频一体化传递新技术,并对光纤微波时频传递技术的应用前景进行了展望。

光纤时间传递方法及误差分析

对多种光纤时间传递方法的误差来源及其时间传递精度进行了分析。介绍了单向、双向时间传递的基本原理以及它们在实际应用不同的布置形式,针对各自应用中的局限,提出了提高时间传递精度的改进方法。针对双向时间传递法,着重分析了光纤色散以及温度变化对传递精度的影响,建议采用疏波分复用或密波分复用来减小环境温度波动对时间传递不确定度的影响。

时间频率传递技术研究进展

时间频率传递技术在定位导航、高速通信、基础物理学、国防工业等领域有重要应用。为了使交叉学科研究学者快速了解时频传递领域的研究现状,开展了时频传递技术的综述工作。首先,系统地介绍了时频传递技术的常用手段及其基本原理,分析各技术方案的主要特点、应用背景和研究现状;然后,通过对比各技术体制的技术指标、固有特点和应用场景,总结了各传递体制的主要研究问题和发展趋势,为相关领域工作的开展提供技术支持。

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0.28ps/s,0.82ps/1000s,附加频率传递不稳定度为4.94×10^-13/s,6.39×10^-17/40000s。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。