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在射电天文学、雷达系统、卫星导航和深空探测等多个领域中,需要将本地端微波信号或基准信号以高精度和稳定相位传输至接收端或远端。众所周知,光纤具有高带宽、低损耗、质量轻和抗电磁干扰等许多优点,因此基于光纤链路传输微波信号成为近年来研究的热点。由于外界环境的影响,如温度、应力等发生变化导致微波信号在经过光纤传输后产生相位抖动,使接收的微波信号质量劣化。因此需要对微波信号光纤传输中产生的相位抖动进行实时补偿,保证远端接收的微波信号相位稳定。论文首先对微波信号光纤稳相传输的研究背景和国内外的研究现状做了介绍;分析了光纤链路传输时延波动的主要因素,主要包括激光器的稳定性、温度和机械应力;对微波信号光纤稳相传输基本理论进行了分析,并对微波信号的频率稳定度在时域和频域的表征方法进行了描述。针对传统利用锁相进行反馈调节对相位抖动预补偿方法中,鉴相模块可鉴别的频率有限(如AD8302可鉴最高频率为2.7GHz),论文设计了电域补偿法的多波段(S/C波段)微波信号光纤稳相传输方案。主要将S/C波段微波信号进行分频后与往返回传的微波信号进行分频并同时送入鉴相器,通过鉴相器输出的反馈电压来控制模拟移相器,对微波信号经过光纤传输时引入的相位抖动进行实时预补偿,实现多波段微波信号的稳相传输并降低了传统方式算法的复杂度。实验分别测试了 2.4GHz(S波段)和4.2GHz(C波段)微波信号传输50 km光纤链路的稳相传输,在2000s的测量时间内远端微波信号的相位抖动均方根峰-峰值分别为1.7ps、2ps,相位噪声在1kHz频率偏移处分别为-102dBc/Hz、-98dBc/Hz。针对传统锁相进行反馈调节的电域补偿系统中相位抖动校正速度慢(需要几个振荡周期)、相位补偿范围受限等不足,论文设计了基于相位对消法的微波信号光纤稳相传输方案,此方案的优势明显,不需使用相位调节器件,而且补偿相位抖动所需要的时间周期为光信号经光纤往返传输的时间,具有响应速度快、相位补偿范围较大等优点。通过将远端信号进行三倍频与往返传输后再次传输至远端的微波信号进行混频,使得光纤链路中引起的相位抖动成对应倍数对消掉,保证微波信号在接收端的相位稳定。实验测试了 2.4GHz微波信号传输50km光纤链路的稳相传输,在1800s的测量时间内远端微波信号的相位抖动均方根峰-峰值为4ps,相位噪声为-112dBc/Hz @1kHz。