一種基于相位補償?shù)淖杂煽臻g頻率信號傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于相位補償?shù)淖杂煽臻g頻率傳輸與同步系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：發(fā)射站，用于由參考頻率源提供參考頻率信號，由發(fā)射補償裝置通過發(fā)射天線發(fā)射上行頻率信號，接收返回的下行頻率信號，并利用參考頻率信號以及接收的下行頻率信號主動補償頻率信號在自由空間傳輸過程中引入的相位噪聲；接收站，用于通過接收天線接收帶有自由空間傳輸引入相位噪聲的上行頻率信號，通過變頻鎖定裝置將伺服頻率源相位鎖定于上行頻率信號，并產(chǎn)生相位鎖定于上行頻率信號的下行頻率信號回傳至發(fā)射站，供發(fā)射站主動補償相位噪聲，最終在接收站得到相位鎖定于發(fā)射站參考頻率源的頻率信號。
【專利說明】一種基于相位補償?shù)淖杂煽臻g頻率信號傳輸系統(tǒng)【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及微波頻率信號傳輸領域，特別地，涉及一種基于相位補償?shù)淖杂煽臻g微波頻率信號傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當前，時間頻率系統(tǒng)的研究及應用主要有3個大方向。一是時間頻率源的制備，用于提供時間的基準。二是時間頻率的傳輸系統(tǒng)，有了好的基準源，還需要將時間頻率準確的發(fā)布出去。因此時間頻率傳輸系統(tǒng)的好壞，直接決定了用戶端接收到的時間頻率信號的質(zhì)量。三是時間頻率信號的接收，例如GPS接收機之類。[0003]對于時間頻率的傳輸系統(tǒng)，目前常用的頻率信號的傳輸與同步所采用的方法主要有搬運鐘法、衛(wèi)星共視法(CV)、衛(wèi)星雙向時間頻率傳遞法(TWSTFT)等。其中，除了搬運鐘法，其他幾種方法都要依賴衛(wèi)星的傳遞。目前這些傳輸方法的天穩(wěn)定度只能達到10_15/天的量級，無法滿足時間頻率信號的精確傳輸與高精度使用的用戶需求。
[0004]本發(fā)明 申請人:的另一公開專利(專利申請?zhí)?CN201110186493.9)介紹了一種通過光纖實現(xiàn)超長基線(距離)的微波頻率信號傳輸?shù)南到y(tǒng)及方法。該系統(tǒng)采用了主動補償光纖鏈路的噪聲的方法，通過對光纖傳輸鏈路(尤其是超長距離)的相位噪聲的補償，實現(xiàn)了高精度、高穩(wěn)定度的微波頻率信號的傳輸，其天穩(wěn)定度已可以達到10_18/天的量級。
[0005]相比利用衛(wèi)星傳遞時間頻率的方法，上述微波頻率信號光纖傳輸系統(tǒng)雖然具有非常高的傳輸穩(wěn)定度，但在實際應用過程中會遇到各種不同的使用需求，在光纖網(wǎng)絡覆蓋之外的區(qū)域，例如空地、空空、復雜地形等，這些地點的設備就無法利用光纖傳輸與同步頻率信號，限制了基于光纖的時頻傳輸系統(tǒng)的適用范圍。
[0006]目前在通信領域中，通信基站間對于時間頻率同步有很高的需求，現(xiàn)有的解決方法就是在每個基站設備上均配置GPS接收機。但是通過在每個基站加裝GPS模塊來解決基站時間頻率同步，存在精度以及安全性問題。采用現(xiàn)有技術(shù)，頻率同步的穩(wěn)定度約為10_8~10_9/秒。由于建站的數(shù)據(jù)的傳輸速率與頻率同步的精度成正比，因此想要進一步提高基站的通信速率，高精度的時間頻率同步是必須要解決的問題。另外，GPS系統(tǒng)由美國軍方開發(fā)和控制，可進行局部性能劣化設置和限制使用，在特殊形勢下會對整網(wǎng)運行帶來安全隱患。因此亟需研究通過地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡提供高精度時間頻率傳遞的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種基于相位補償?shù)淖杂煽臻g微波頻率信號傳輸系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的基于相位補償?shù)淖杂煽臻g微波頻率信號傳輸系統(tǒng)包括:發(fā)射站，用于由參考頻率源提供參考頻率信號，由發(fā)射補償裝置通過發(fā)射天線發(fā)射上行頻率信號，接收返回的下行頻率信號，并利用參考頻率信號以及接收的下行頻率信號主動補償頻率信號在自由空間傳輸過程中引入的相位噪聲；接收站，用于通過接收天線接收帶有自由空間傳輸引入相位噪聲的上行頻率信號，通過變頻鎖定裝置將伺服頻率源相位鎖定于上行頻率信號，并產(chǎn)生相位鎖定于上行頻率信號的下行頻率信號回傳至發(fā)射站，供發(fā)射站主動補償相位噪聲，最終在接收站得到相位鎖定于發(fā)射站參考頻率源的頻率信號。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的微波頻率信號傳輸系統(tǒng)及傳輸方法，能夠采用自由空間作為微波頻率信號的傳遞媒介，實現(xiàn)不同站點間微波頻率信號的同步。此外，本發(fā)明通過實施相位噪聲探測及補償技術(shù)，實現(xiàn)對自由空間傳輸鏈路的相位噪聲的補償，可以實現(xiàn)長距離網(wǎng)絡化的頻率信號傳輸與同步。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1顯示了本發(fā)明的基于相位補償?shù)淖杂煽臻g微波頻率信號傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2顯示了本發(fā)明的發(fā)射站結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3顯示了本發(fā)明的接收站結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實施方式】并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0014]圖1顯示了本發(fā)明的基于相位補償?shù)淖杂煽臻g頻率傳輸與同步系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明的基于相位補償?shù)淖杂煽臻g頻率傳輸與同步系統(tǒng)包括:
[0016]發(fā)射站，用于由參考頻率源提供參考微波頻率，由發(fā)射補償裝置通過發(fā)射天線發(fā)射上行頻率信號，接收返回的下行頻率信號，并利用參考微波頻率以及接收的下行頻率信號主動補償頻率信號在自由空間傳輸過程中引入的相位噪聲。其中利用參考頻率信號以及接收的下行頻率信號主動補償頻率信號在自由空間傳輸過程中引入的相位噪聲，具體通過以下方式實現(xiàn):在發(fā)射站分別產(chǎn)生相位鎖定于參考頻率源的第一輔助補償信號與第二輔助補償信號，其頻率分別為Ιωρηωρ其中為參考頻率源頻率，同時產(chǎn)生相位相互鎖定的上行頻率信號與下行頻率信號，其頻率分別為Coci與近似相等并且可調(diào)，1，m, η為不相同的正數(shù)，且滿足l+n=2m的數(shù)學關系，k為不同于m的正數(shù)。發(fā)射站由第一輔助補償信號與在發(fā)射站產(chǎn)生的頻率信號V4混頻產(chǎn)生補償誤差信號Vel，由第二輔助補償信號與由接收站返回的下行頻率信號混頻產(chǎn)生補償誤差信號Ve2，最終由Vel和Ve2混頻產(chǎn)生補償誤差信號I，來反饋控制發(fā)射站上行頻率信號的頻率與相位，實現(xiàn)對自由空間傳輸引入相位噪聲的補償。
[0017]接收站，用于通過接收天線接收帶有相位噪聲的上行頻率信號，通過變頻鎖定裝置將伺服頻率源相位鎖定于上行頻率信號，并產(chǎn)生相位鎖定于上行頻率信號的下行頻率信號回傳至發(fā)射站，供發(fā)射站主動補償相位噪聲。其中產(chǎn)生相位鎖定于上行頻率信號的下行頻率信號，具體通過以下方式實現(xiàn):在接收站設置與上述參考頻率源頻率相同的伺服頻率源，產(chǎn)生相位鎖定于該伺服頻率源的頻率信號，其頻率與上行頻率信號近似相等。將其與接收到的帶有自由空間傳輸中相位噪聲的上行頻率兩者進行比相產(chǎn)生誤差信號，利用該誤差信號控制伺服頻率源使伺服頻率源的相位鎖定于上行頻率信號，而相位鎖定于伺服頻率源的另一頻率源產(chǎn)生下行頻率信號，回傳至發(fā)射站。
[0018]下面分別介紹本發(fā)明提出的頻率信號的傳輸系統(tǒng)的各組成部分。
[0019]圖2顯示了本發(fā)明的發(fā)射站的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]如圖2所示，本發(fā)明所述的發(fā)射站處于頻率信號的傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端，其包括參考頻率源，發(fā)射補償裝置，以及發(fā)射天線，在本發(fā)明，發(fā)射天線是微波天線。
[0021]所述參考頻率源用于提供整個系統(tǒng)的參考頻率。
[0022]所述發(fā)射補償裝置，用于將待傳輸?shù)纳闲蓄l率信號發(fā)送到發(fā)射天線，同時接收下行頻率信號，并補償頻率信號在鏈路中傳輸時引入的相位噪聲。發(fā)射補償裝置進一步包括第一頻率源至第四頻率源，第一混頻器、第二混頻器、第三混頻器、雙工器以及反饋電路。
[0023]優(yōu)選地，所述雙工器用于在發(fā)射端利用頻分復用技術(shù)隔離上行下行頻率，實現(xiàn)兩頻率信號的全雙工傳輸，且實現(xiàn)方式并不限于此。
[0024]所述發(fā)射天線用于發(fā)射上行頻率，并接收下行頻率。
[0025]設參考頻率源產(chǎn)生的參考頻率信號為\:
[0026]Vr=ArCos ( ω rt+ Φ r)
[0027]其中4表示所述參考頻率信號的振幅，Φgamma為所述參考頻率信號的相位，為所述參考頻率信號的頻率。本發(fā)明所述的參考頻率源可以是產(chǎn)生微波頻率信號的任意信號源，優(yōu)選的，可以采用氫鐘、銫鐘或銣鐘等由國家基準鐘(銫噴泉鐘)校準的守時鐘。
[0028]下文中用到的l、m、n是一組等差數(shù)列，他們之間滿足關系2m=l+n。
[0029]本發(fā)明可通過鎖相環(huán)以及頻率合成器產(chǎn)生相位鎖定于參考頻率源信號的任意頻率微波信號，且本發(fā)明的方法不限于此。
[0030]由參考頻率源產(chǎn)生的參考頻率信號\被輸入到第一頻率源和第二頻率源。
[0031]第一頻率源產(chǎn)生相位鎖定于參考頻率源的第一輔助補償信號V1:
[0032]V1=A1Cos (I ω rt+l Φ r)
[0033]其中A1表示第一輔助補償信號的振幅，I 為第一輔助補償信號的頻率，表示第
一輔助補償信號的頻率是參考頻率信號頻率的I倍，鎖定于參考頻率源的相位為/(Pr。這里
I為任意數(shù)，由于采用鎖相環(huán)或頻率綜合器等方法產(chǎn)生的其他相位部分是固定值，因此在上式及以后的公式中均略去。
[0034]第二頻率源產(chǎn)生相位鎖定于參考頻率源的第二輔助補償信號V2:
[0035]V2=A2COs (η ω rt+n Φ r)
[0036]其中A2表示第二輔助補償信號的振幅，為第二輔助補償信號的相位，為第二輔助補償信號的頻率。
[0037]第三頻率源產(chǎn)生上行頻率信號V3:
[0038]V3=A3COs (k ω 0t+k Φ 0)
[0039]其中A3表示信號的振幅，Iccoci為其頻率，這里Coci與幾乎完全相同，k為不同于m的任意數(shù)，師0為信號的相位。該信號通過功率放大器和雙工器(只要是可以區(qū)分上行下行頻率的器件就可以)后由微波天線發(fā)出。
[0040]第四頻率源 與第三頻率源是相位相互鎖定的，它產(chǎn)生的信號為V4:
[0041 ] V4=A4Cos (m ω 0t+m Φ 0)[0042]其中A4表示信號的振幅，IiicociS其頻率，其頻率與下行頻率信號幾乎相同，Μψ0為信號的相位。該信號與第一頻率源產(chǎn)生的信號通過第一混頻器混頻為主動相位補償提供輔助補償誤差信號入lt)
[0043]圖3為本發(fā)明接收站的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]在本發(fā)明的系統(tǒng)中，發(fā)射站發(fā)出上行頻率之后，由接收站接收。
[0045]在接收站變頻鎖定上行頻率信號的相位通過下述方式實現(xiàn):在接收站放置一個與上述參考頻率源頻率相同的伺服頻率源，相位鎖定于伺服頻率源的輔助補償信號的頻率與帶有傳輸中相位噪聲的上行頻率信號的頻率相同，將該輔助補償信號與接收到的帶有傳輸中相位噪聲的上行頻率信號兩者進行比相產(chǎn)生誤差信號，利用該誤差信號控制伺服頻率源使伺服頻率源的相位與接收到的上行頻率信號相位相互鎖定，而相位鎖定于伺服頻率源的另一頻率源產(chǎn)生下行頻率信號，回傳至發(fā)射站。
[0046]如圖3所示，本發(fā)明所述的接收站處于頻率信號傳輸系統(tǒng)的接收端，包括接收天線、伺服頻率源和變頻鎖定裝置，其中接收天線為微波天線，變頻鎖定裝置進一步包括第五頻率源V5、第六頻率源V6、反饋電路、混頻器和雙工器。第五頻率源與第六頻率源相位鎖定于伺服頻率源\。第五頻率源與接收端接收到的信號V7通過混頻器和低通濾波器生誤差信號，此誤差信號進入反饋電路產(chǎn)生控制信號，將伺服頻率源的相位鎖定于V7。
[0047]接收站接收到的帶有傳輸中相位噪聲的上行頻率信號為V7:
[0048]V7=A7COs (k ω 0t+k Φ 0+k Φ p)
[0049]其中，A7表不信號的振幅，IiOci為其頻率，hPp表不傳輸鏈路對頻率信號單次傳輸
引入的相位噪聲，該相位噪聲受到環(huán)境溫度、濕度、大氣擾動、器件所受機械應力(如振動引起)等的變化因素影響。
[0050]系統(tǒng)未閉環(huán)時，伺服頻率源信號為:
[0051]Vs=AsCOS ( ω st+ Φ s)
[0052]其中，As表示信號的振幅，為其頻率，為其相位。
[0053]相位鎖定于伺服頻率源的第五頻率源產(chǎn)生的信號V5為:
[0054]V5=A5Cos (k ω st+k Φ s)
[0055]其中，A5表示信號的振幅，kcos為其頻率，k(ps為其相位。
[0056]V5與接收到的包含單次傳輸相位噪聲的上行頻率信號V7進行混頻，然后通過低通濾波器進行濾波，得到誤差信號V9:
[0057]V9=A9COS [k (ω s- ω 0) t+k ( φ s- φ 0- φ p)]
[0058]此誤差信號輸入到反饋電路中，在系統(tǒng)閉環(huán)后變?yōu)槎ㄖ?，從而控制伺服頻率源的頻率和相位，使之鎖定于V7:
[0059]COs=CO0
[0060]φ s= φ 0+ φ ρ+ η
[0061]在實現(xiàn)相位鎖定后，η為一個固定不變的常數(shù)，對相位的變化沒有影響。因此，為了表述方便，可以將常數(shù)項n略去，從而上式可以簡化表示為:
[0062]φ3=φ0+φρ
[0063]這一反饋控制過程使Vs信號變?yōu)?[0064]Vs-AsCOS ( ω 0t+ φ 0+ φ ρ)
[0065]其中，As表示信號的振幅，Coci為其頻率，ψο+φp:為其相位。
[0066]第六頻率源V6相位鎖定于伺服頻率源\，該信號為:
[0067]V6=A6COS (mω0t+mΦ 0+mΦ p)
[0068]其中，A6表示信號的振幅，mω。為其頻率，mφ0+mφp為其相位。
[0069]由第六頻率源發(fā)出的下行頻率信號V6，經(jīng)接收站的功率放大器和雙工器，由微波天線發(fā)出，回傳到發(fā)射站。由于上行頻率信號和下行頻率信號均在同一鏈路，因此在傳輸時延不超過可補償范圍的前提下，可認為下行頻率信號在傳輸中引入的相位噪聲與上行頻率信號在傳輸中引入的相位噪聲存在關聯(lián)，即存在等于兩信號頻率之比的比例關系m:k。
[0070]因此下行頻率信號由發(fā)射站微波天線接收后變?yōu)?
[0071]V8=A8COs (m ω 0t+m Φ 0+2m Φ p)
[0072]其中，A8表示信號的振幅，πιω^為其頻率，V8較V6增加了相位噪聲因此其相位為 m7φ0+2mφp, [0073]在發(fā)射站主動補償相位噪聲通過下述方式實現(xiàn):
[0074]第一輔助補償信號V1與第四頻率源信號V4通過第一混頻器混頻并低通濾波，得到誤差信號Vel:
[0075]Vel=AelCOS [ (m ω 0-1 ω r) t+m Φ 0_1 Φ r]
[0076]第二輔助補償信號與V8通過第二混頻器混頻并低通濾波，得到誤差信號Ve2:
[0077]Ve2=Ae2COS [ (nω r_m ω 0) t_m Φ 0_2m Φ p+n Φ r]
[0078]將這兩個誤差信號通過第三混頻器進行混頻并低通濾波，得到誤差信號V6:
[0079]Ve=AeCOS [ (2m ω 0-1 ω r-n ω r) t+2m ( Φ 0+ Φ p) - (1+n) Φ r]
[0080]因為2m=l+n，所以上式可化簡為
[0081 ] Ve=AeCOS [2m (ω 0- ω r) t_2m ( Φ 0+ Φ p- Φ r)]
[0082]將此誤差信號輸入發(fā)射端的反饋電路，系統(tǒng)閉環(huán)后，Ve會變?yōu)槎ㄖ?，控制第四頻率源的頻率和相位，使
[0083]m ω 0=m ω r
[0084]m Φ 0=m Φ r_m Φ p+m ξ
[0085]其中，在實現(xiàn)鎖定的傳輸路徑里，ξ為一個固定不變的常數(shù)，對相位的變化沒有影響。因此，為了表述方便，可以將常數(shù)項ξ略去，從而上式可以簡化表示為:
[0086]φ0+φρ=φr
[0087]由上式可見，經(jīng)變頻鎖定裝置處理后接收端伺服頻率源得到的微波信號Vs的頻率Qci與參考源頻率相同，相位φο+φΡ與參考源相位q>r4目同，因而具有與參考頻率信號相同的品質(zhì)(穩(wěn)定度)，即經(jīng)過上述步驟，我們在接收站復現(xiàn)了相位鎖定于參考頻率源的頻率信號。
[0088]應當說明的是，實際應用中，在發(fā)射端和接收端由于雙工器、混頻器和功率放大器等器件之間也有線纜，這些線纜也會分別引入相位噪聲，但是由于在線纜中傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘柕南辔辉肼曊扔谄渌?jīng)過的線纜長度，在本發(fā)明中，雙工器、功率放大器和混頻器之間所連接的線纜長度通常為幾十厘米或更短，這與整個頻率傳輸系統(tǒng)鏈路總長度相比是一個極小量，因此完全可以忽略不計，在前述關系式中可以不將此相位噪聲計入。
[0089]在上述對本發(fā)明的裝置介紹中，僅描述了一個發(fā)射站和一個接收站的情況，然而這種情況并不能構(gòu)成對本發(fā)明的限制。事實上，對于存在多發(fā)射站和多接收站，或者一個站點既為一個鏈路的發(fā)射站同時又為另一個鏈路的接收站的情況，例如蜂窩網(wǎng)絡，也包含在本發(fā)明之內(nèi)。
[0090]應注意的是，本發(fā)明中采用的混頻、低通濾波等處理以及微波天線、多工器等器件原理屬于本領域的技術(shù)人員熟知的技術(shù)，因此不在本發(fā)明的討論之列。本發(fā)明中使用的微波信號放大、探測等技術(shù)也存在多種實現(xiàn)方式，這些內(nèi)容均不能構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種基于相位補償?shù)淖杂煽臻g頻率傳輸與同步系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 發(fā)射站，用于由參考頻率源提供參考頻率信號，由發(fā)射補償裝置通過發(fā)射天線發(fā)射上行頻率信號，接收返回的下行頻率信號，并利用參考頻率信號以及接收的下行頻率信號主動補償頻率信號在自由空間傳輸過程中引入的相位噪聲； 接收站，用于通過接收天線接收帶有自由空間傳輸引入相位噪聲的上行頻率信號，通過變頻鎖定裝置將伺服頻率源相位鎖定于上行頻率信號，并產(chǎn)生相位鎖定于上行頻率信號的下行頻率信號回傳至發(fā)射站，供發(fā)射站主動補償相位噪聲，最終在接收站得到相位鎖定于發(fā)射站參考頻率源的頻率信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在發(fā)射站利用參考頻率信號以及接收的下行頻率信號主動補償頻率信號在自由空間傳輸過程中引入的相位噪聲，進一步包括:在發(fā)射站分別產(chǎn)生相位鎖定于參考頻率源的第一輔助補償信號V1與第二輔助補償信號V2，其頻率分別為I ηωρ其中為參考頻率源頻率，同時產(chǎn)生相位相互鎖定的頻率信號V3與頻率信號V4,其頻率分別為與Coii近似相等并且可調(diào)，l,m, n為不相同的正數(shù)，且滿足l+n=2m的數(shù)學關系，k為不同于m的正數(shù)。 發(fā)射站由第一輔助補償信號V1與在發(fā)射站產(chǎn)生的頻率信號V4混頻產(chǎn)生補償誤差信號Vel,由第二輔助補償信號V2與接收站返回的下行頻率信號V8混頻產(chǎn)生補償誤差信號Ve2，最終由Vel和Ve2混頻產(chǎn)生誤差信號\，來反饋控制發(fā)射站上行頻率信號的頻率與相位，實現(xiàn)對自由空間傳輸引入相位噪聲的補償。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在接收站產(chǎn)生相位鎖定于上行頻率信號的下行頻率信號，具體通過以下方式實現(xiàn):在接收站設置與上述參考頻率源頻率相同的伺服頻率源Vs，產(chǎn)生相位鎖定于該伺服頻率源的頻率信號V5，其頻率與上行頻率信號近似相等。將其與接收到的帶有自由空間傳輸引入相位噪聲的上行頻率V7兩者進行比相產(chǎn)生誤差信號，利用該誤差信號控制伺服頻率源使伺服頻率源Vs的相位鎖定于上行頻率信號，而相位鎖定于伺服頻率源的另一頻率源產(chǎn)生下行頻率信號V6,回傳至發(fā)射站。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，在發(fā)射站由參考頻率源產(chǎn)生的參考頻率信號為' =V1=A1^cos (ω J+Φ J , Ar表示所述參考頻率信號的振幅，Φy為所述參考頻率信號的相位，為所述參考頻率信號的頻率，在發(fā)射站產(chǎn)生的上行頻率信號為V3:V3=A3Cos (kcoQt+k<K)，其中A3表示信號的振幅，kcoQ為其頻率，師0為信號的相位，ω。與近似相等并且可調(diào)，在接收站接收到的帶有傳輸中相位噪聲的上行頻率信號為V7:V7=A7Cos (k ω 0t+k φ Q+k Φρ)，其中，A7表示信號的振幅，k ω Q為其頻率，Αφ(表示傳輸鏈路對頻率信號單次傳輸引入的相位噪聲。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，在接收站，所述變頻鎖定裝置進一步包括第五頻率源、第六頻率源和反饋電路，第五頻率源與第六頻率源相位鎖定于伺服頻率源，由第五頻率源與接收到的包含單次傳輸相位噪聲的上行頻率信號V7進行混頻、濾波，得到誤差信號，將此誤差信號輸入到反饋電路中，控制伺服頻率源的相位使之鎖定于V7。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，在接收站，通過反饋控制，使伺服頻率源Vs信號變?yōu)?Vs=AsC0S (ω0?+Φ0+Φρ),第六頻率源V6相位鎖定于伺服頻率源Vs，該信號為:V6=A6COS (mω 0t+m Φ Q+m Φρ)，其中，A6表示信號的振幅，mω Q為其頻率，P為其相位，由第六頻率源發(fā)出的下行頻率信號V6，由微波天線發(fā)出，回傳到發(fā)射站，所述下行頻率信號由發(fā)射站微波天線接收后變?yōu)?V8=A8COs (πιωQt+m(K+2m(j5p)，其中，A8表示信號的振幅，Iiicoc^其頻率，相位為/WCp?+2/WCpp，下行頻率信號V6由微波天線發(fā)出前，經(jīng)過功率放大器和雙工器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，在發(fā)射站，發(fā)射補償裝置進一步包括第一頻率源至第四頻率源，其中 第一頻率源產(chǎn)生相位鎖定于參考頻率源的第一輔助補償信號V1:
V1=A1Cos (I ω rt+l Φ r)其中A1表示第一輔助補償信號的振幅，I 為第一輔助補償信號的頻率，鎖定于參考頻率源的相位為/φ 第二頻率源產(chǎn)生相位鎖定于參考頻率源的第二輔助補償信號V2:
V2=A2COs (η ω rt+n Φ r) 其中A2表示第二輔助補償信號的振幅b第二輔助補償信號的相位，為第二輔助補償信號的頻率； 第三頻率源產(chǎn)生上行頻率信號V3:`
V3=A3Cos (k ω 0t+k Φ 0) 第四頻率源與第三頻率源是相位相互鎖定的，它產(chǎn)生的信號為V4:
V4=A4Cos (m ω 0t+m Φ 0) 其中A4表示信號的振幅，HICOci為其頻率，《?Pi)為信號的相位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射補償裝置還包括第一混頻器、第二混頻器、第三混頻器以及反饋電路，優(yōu)選地，還包括雙工器。第一輔助補償信號V1與第四頻率源信號V4通過第一混頻器混頻、濾波，得到誤差信號V61:
Vel=AelCOS [ (m ω 0-1 ω r) t+m Φ 0_1 Φ r] 第二輔助補償信號與V8通過混頻器二混頻、濾波，得到誤差信號:
Ve2=Ae2COS [ (η ω r—m ω 0) t—m Φ 0—2m Φ p+n Φ r] 將這兩個誤差信號通過混頻器三進行混頻、濾波，得到誤差信號V6:
Ve=AeCOS [ (2m ω 0-1 ω r-n ω r) t+2m ( Φ。+ Φ p) - (I+η) Φ r] 將此誤差信號輸入發(fā)射端的反饋電路，控制第四頻率源的頻率及相位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，2m=l+n,所以(可被簡化為:Ve=AeCos [2m (ω 0- ω r) t_2m ( φ 0+ φ p- φ r)],通過反饋鎖定,使
ω 0=cor φ0+Κ=ξ 其中，將常數(shù)項ξ略去，上式簡化表示為:Φο+ΦΡ=Φρ經(jīng)變頻鎖定裝置處理后，接收端伺服頻率源得到的微波信號Vs的頻率COci與參考源頻率相同，相位cpo+(pP與參考源相位Cpr湘同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收站和發(fā)射站是一個或多個。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射站能夠作為另一個鏈路的接收站，所述接收站也能過作為另 一個鏈路的發(fā)射站，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡化傳輸。
【文檔編號】H04W56/00GK103533632SQ201310467522
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】王力軍, 王波, 苗菁, 白鈺, 高超, 朱璽 申請人:清華大學