马文起，吴智斌，李　晶，李　娟

(1.中国电子科技集团公司第五十四研究所， 河北 石家庄 050081;

2.西安卫星测控中心， 陕西 西安 710043;

3.中国人民解放军第75770部队，广东 广州 510010)



高稳定度光纤时频相干传输技术研究

马文起1，吴智斌2，李晶1，李娟3

(1.中国电子科技集团公司第五十四研究所， 河北 石家庄 050081;

2.西安卫星测控中心， 陕西 西安 710043;

3.中国人民解放军第75770部队，广东 广州 510010)

摘要针对上行天线组阵技术对高稳定度时频信号的需求，提出了一种适用于几千米量级的高稳定度光纤时频传输方案。详细介绍了该方案的原理和实现方法，并对该光纤时频传输试验系统进行了相关测试。初步试验结果表明，系统实现了闭环链路延迟抖动小于10 ps，载波相位抖动为0.29°；在传输100 MHz频标时，1 km闭环光纤时频传输系统的阿伦方差指标为4×10-16/1 000 s，能够使得频率标准信号“无损”地分发至各节点，可用于千米区域内分布式系统的高精度时频同步场合。

关键词高稳定度；光纤延迟线；光学补偿；波分复用

Research on High-stability Time and Frequency Coherent

Transmission with Optical Fiber

MA Wen-qi1,WU Zhi-bin2,LI Jing1,LI Juan3

(1.The54thResearchInstituteofCETC,ShijiazhuangHebei050081,China;

2.Xi’anSatelliteControlCenter,Xi’anShaanxi710043,China;

3.Unit75770,PLA,GuangzhouGuangdong510010,China)

AbstractA method of high-stability time and frequency transmission with optical fiber is discussed in order to meet the urgency need of high-stability time and frequency in uplink arrays.The principle of this method is introduced in detail,and some experiments have been done on the platform of optical fiber time and frequency transmission system.The preliminary results show that the time jitter of optical fiber is less than 10 ps after the loop is closed,and phase jitter of the carrier is 0.29°.The system achieves an Allan deviation of 4×10-16/1000 s when transmission frequency is 100 MHz,and no deterioration of transmission to every situation is achieved,and it can be used in the situations that requires high-precision synchronization for distributed system in area of kilometers.

Key wordshigh stability;optical fiber delay line;optical compensation;wavelength division multiplexing

0引言

深空测控上行链路的根本需求是提高全向辐射功率(EIRP)，上行天线组阵可以在较低成本条件下获得高EIRP值。NASA也将发展上行天线组阵技术作为未来20年进一步发展的关键技术之一。上行天线组阵技术的关键在于使得在目标处的射频信号能够相干合成[1-3]，这就对各天线间的时频同步提出了极高的要求。近些年来，美国、日本以及欧洲各国都对利用光纤进行时频传输展开了一系列相关研究，并在系统稳定度指标上取得了很好的试验结果[4-6]，系统万秒稳定度达到10-17量级。……