高精度时频基准光纤传递关键技术研究
发布时间：2021-08-21 09:03
时频基准传递技术在航天和测控等科学领域中有广泛的应用,利用光纤传递时频基准是一种重要的时频基准传递方式,其充分利用了光纤的低损耗、低噪声以及传输稳定的优势,从而实现高精度、高稳定度的时频基准传递。本文在现有的时频基准光纤传递技术研究的基础上,设计实现了一种高精度的时频基准光纤传递方案,并进行了测试验证。主要工作如下:第一,分析了时频基准光纤传递技术的研究现状和本文应用场景。查阅文献资料,梳理研究现状和主要技术分类,作为本文研究的基础和参考。以分布式多输入多输出（MIMO）系统中射频单元之间的时钟同步为应用场景,分析系统对时间和频率基准信号的传递精度及稳定度的要求;分析了温度对光纤中信号传输时延的影响,进而选择了单纤双向同波长的传递模式;针对传递精度和稳定度要求,分析了相位测量和补偿过程中的数据精度,以及选择恒温晶体振荡器（OCXO）及其控制数模转换器（DAC）时的主要考虑指标。第二,研究了高精度时频基准光纤传递的关键技术。详细分析了单纤双向同波长传递模式的原理,针对频率信号的正弦特点,设计了补偿系统中的混频相位差测量算法和在数字域对电信号进行相位差补偿的方法;对远地端频率信号恢复装置中...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究工作与贡献
1.3 论文结构与安排
第二章 时频基准光纤传递技术研究现状
2.1 引言
2.2 时频基准传递技术概述
2.2.1 卫星时频传递
2.2.2 自由空间激光时频传递
2.2.3 光纤时频传递
2.3 时频基准光纤传递关键技术
2.3.1 时间基准传递
2.3.2 频率基准传递
2.3.3 时频同时传递
2.4 典型的时频基准光纤传递方案
2.4.1 有源射频锁相传递方案
2.4.2 采用电延迟线芯片的传递方案
2.5 本章小结
第三章 高精度时频基准光纤传递方案与关键技术
3.1 引言
3.2 时频基准传递需求分析
3.2.1 应用场景需求与分析
3.2.2 传递性能需求与分析
3.3 高精度时频基准光纤传递方案
3.3.1 本地端传递方案
3.3.2 远地端传递方案
3.4 高精度时频基准光纤传递关键技术
3.4.1 频率信号相位对齐
3.4.2 远地端频率信号恢复
3.4.3 秒脉冲信号对齐
3.4.4 时频同时传递
3.5 本章小结
第四章 高精度时频基准光纤传递技术实现
4.1 引言
4.2 本地端功能实现
4.2.1 相位差测量
4.2.2 相位调整
4.2.3 秒脉冲嵌入
4.2.4 秒脉冲检测
4.2.5 秒脉冲传输时间测量
4.2.6 秒脉冲延时
4.3 远地端功能实现
4.3.1 数字锁相环
4.3.2 秒脉冲对齐
4.4 本章小结
第五章 高精度时频基准光纤传递技术实验验证
5.1 引言
5.2 实验验证硬件平台搭建
5.3 系统基本功能测试
5.3.1 评判指标与测试方法
5.3.2 频率传递性能测试
5.3.3 时间传递性能测试
5.4 温度稳定性实验
5.4.1 变温试验箱温度测试
5.4.2 自然环境温度测试
5.5 本章小结
第六章 结束语
6.1 本文工作总结和主要贡献
6.2 下一步工作建议和展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤时频同步技术的研究进展[J]. 梁益丰,许江宁,吴苗,何泓洋,江鹏飞. 激光与光电子学进展. 2020(05)
[2]针对低空目标的分布式组网探测[J]. 杜鑫,刘巍,孙应飞. 系统工程与电子技术. 2020(05)
[3]光纤时频传递技术进展[J]. 杨文哲,杨宏雷,赵环,王学运,张升康. 时间频率学报. 2019(03)
[4]热效应作用下的微环克尔光频梳[J]. 何明芳,陈开鑫,胡哲峰. 激光与光电子学进展. 2018(09)
[5]高精度频率远距离光纤传输信道特性研究[J]. 李东瑾,梅进杰,胡登鹏,任天鹏. 中国激光. 2016(08)
[6]基于相关原理的相位差测量改进算法及应用[J]. 沈廷鳌,涂亚庆,李明,张海涛. 振动与冲击. 2014(21)
[7]单波长单光纤时间双向传递的研究[J]. 张杰,周栋明. 光电子.激光. 2014(10)
[8]双向卫星时频传递系统与应用[J]. 惠卫华,李焕信. 陕西天文台台刊. 2001(02)
博士论文
[1]移动通信系统中的大规模MIMO技术研究[D]. 张凯.北京邮电大学 2019
[2]光纤光学频率传递研究[D]. 刘杰.中国科学院研究生院(国家授时中心) 2016
硕士论文
[1]分布式MIMO系统天线选择技术的研究[D]. 卫凤玲.南京邮电大学 2019
[2]基于激光的高精度时频传递技术研究[D]. 姚渊博.中国航天科技集团公司第五研究院西安分院 2018
[3]多功能时频传输系统的设计与实现[D]. 于海杰.北京邮电大学 2015
[4]光学频率梳生成及其在WDM系统中应用研究[D]. 林贵斌.西安电子科技大学 2014
[5]光电振荡器技术及其相位噪声测量研究[D]. 池金刚.浙江大学 2013
[6]相位噪声测量中的谱估计方法研究[D]. 安瑞.西安电子科技大学 2011
[7]分布式系统时钟同步技术的研究与应用[D]. 张红亮.国防科学技术大学 2002
本文编号：3355307
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究工作与贡献
1.3 论文结构与安排
第二章 时频基准光纤传递技术研究现状
2.1 引言
2.2 时频基准传递技术概述
2.2.1 卫星时频传递
2.2.2 自由空间激光时频传递
2.2.3 光纤时频传递
2.3 时频基准光纤传递关键技术
2.3.1 时间基准传递
2.3.2 频率基准传递
2.3.3 时频同时传递
2.4 典型的时频基准光纤传递方案
2.4.1 有源射频锁相传递方案
2.4.2 采用电延迟线芯片的传递方案
2.5 本章小结
第三章 高精度时频基准光纤传递方案与关键技术
3.1 引言
3.2 时频基准传递需求分析
3.2.1 应用场景需求与分析
3.2.2 传递性能需求与分析
3.3 高精度时频基准光纤传递方案
3.3.1 本地端传递方案
3.3.2 远地端传递方案
3.4 高精度时频基准光纤传递关键技术
3.4.1 频率信号相位对齐
3.4.2 远地端频率信号恢复
3.4.3 秒脉冲信号对齐
3.4.4 时频同时传递
3.5 本章小结
第四章 高精度时频基准光纤传递技术实现
4.1 引言
4.2 本地端功能实现
4.2.1 相位差测量
4.2.2 相位调整
4.2.3 秒脉冲嵌入
4.2.4 秒脉冲检测
4.2.5 秒脉冲传输时间测量
4.2.6 秒脉冲延时
4.3 远地端功能实现
4.3.1 数字锁相环
4.3.2 秒脉冲对齐
4.4 本章小结
第五章 高精度时频基准光纤传递技术实验验证
5.1 引言
5.2 实验验证硬件平台搭建
5.3 系统基本功能测试
5.3.1 评判指标与测试方法
5.3.2 频率传递性能测试
5.3.3 时间传递性能测试
5.4 温度稳定性实验
5.4.1 变温试验箱温度测试
5.4.2 自然环境温度测试
5.5 本章小结
第六章 结束语
6.1 本文工作总结和主要贡献
6.2 下一步工作建议和展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤时频同步技术的研究进展[J]. 梁益丰,许江宁,吴苗,何泓洋,江鹏飞. 激光与光电子学进展. 2020(05)
[2]针对低空目标的分布式组网探测[J]. 杜鑫,刘巍,孙应飞. 系统工程与电子技术. 2020(05)
[3]光纤时频传递技术进展[J]. 杨文哲,杨宏雷,赵环,王学运,张升康. 时间频率学报. 2019(03)
[4]热效应作用下的微环克尔光频梳[J]. 何明芳,陈开鑫,胡哲峰. 激光与光电子学进展. 2018(09)
[5]高精度频率远距离光纤传输信道特性研究[J]. 李东瑾,梅进杰,胡登鹏,任天鹏. 中国激光. 2016(08)
[6]基于相关原理的相位差测量改进算法及应用[J]. 沈廷鳌,涂亚庆,李明,张海涛. 振动与冲击. 2014(21)
[7]单波长单光纤时间双向传递的研究[J]. 张杰,周栋明. 光电子.激光. 2014(10)
[8]双向卫星时频传递系统与应用[J]. 惠卫华,李焕信. 陕西天文台台刊. 2001(02)
博士论文
[1]移动通信系统中的大规模MIMO技术研究[D]. 张凯.北京邮电大学 2019
[2]光纤光学频率传递研究[D]. 刘杰.中国科学院研究生院(国家授时中心) 2016
硕士论文
[1]分布式MIMO系统天线选择技术的研究[D]. 卫凤玲.南京邮电大学 2019
[2]基于激光的高精度时频传递技术研究[D]. 姚渊博.中国航天科技集团公司第五研究院西安分院 2018
[3]多功能时频传输系统的设计与实现[D]. 于海杰.北京邮电大学 2015
[4]光学频率梳生成及其在WDM系统中应用研究[D]. 林贵斌.西安电子科技大学 2014
[5]光电振荡器技术及其相位噪声测量研究[D]. 池金刚.浙江大学 2013
[6]相位噪声测量中的谱估计方法研究[D]. 安瑞.西安电子科技大学 2011
[7]分布式系统时钟同步技术的研究与应用[D]. 张红亮.国防科学技术大学 2002
本文编号：3355307
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