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专利号: 2020100383470
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法,其特征在于,包括以下步骤,S1:将信号光与本振光相干混频,输出鉴频信号,对鉴频信号进行光电转换及信号整形,对处理后的鉴频信号进行下变频采集获取初始频差信息,执行S2;

S2:判断频率差是否位于鉴相带宽内,若否,执行S3,若是,执行S4;

S3:将鉴别出来的初始频差信息作为调节量,拉小频率,直至频率差进入到鉴相带宽内,执行S2;

S4:输出反馈信号,停止鉴频,执行S5;

S5:将信号光与本振光相干混频,输出两路鉴相信号,对鉴相信号进行光电转换及信号整形,获得两路相位相位差90°的电信号,执行S6;

S6:将一路电信号经过延迟与另一路电信号做异或运算,获得信号光与本振光相对方向及二倍频差,对二倍频差进行下变频,获取频差信息,对频率进行积分运算,获取相位差信息。

2.根据权利要求1所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法,其特征在于,所述S1和/或S5中进行光电转换及信号整形由依次连接的平衡探测器、放大器及限幅放大器完成,信号光与本振光相干混频后的信号输出至平衡探测器。

3.根据权利要求1或2所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法,其特征在于,所述S1中使用可编程门阵列进行下变频采集获取初始频差信息。

4.根据权利要求3所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法,其特征在于,所述S4具体包括以下步骤,S41:将信号光与本振光相干混频,输出两路鉴相信号,对鉴相信号进行光电转换及信号整形,将一路电信号经过延迟与另一路电信号做异或运算,获得二倍频信号,对二倍频信号进行整形滤波,将整形滤波后的二倍频信号转换为数字信号,执行S42;

S42:可编程门阵列获取二倍频信号转换的数字信号,停止鉴频输出,执行S5。

5.根据权利要求1或2所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相方法,其特征在于,所述S5具体包括以下步骤,S51:将信号光和本振光进行混频,输出四路相位差0°、180°、90°、270°的混频光束,相位差0°和180°的混频光组成一路鉴相信号,相位差90°和270°的混频光组成另一路鉴相信号,执行S32;

S52:分别对两路鉴相信号进行光电转换及信号整形,获得两路相位相位差90°的电信号,执行S6。

6.一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统,其特征在于,包括:光混频器,将信号光和本振光进行混频,输出鉴频信号,还用于将信号光和本振光进行混频,输出两路鉴相信号;

第一信号整形单元(1),用于对鉴频信号进行光电转换及信号整形,还用于对一路鉴相信号进行光电转换及信号整形,输出第一路电信号;

第二信号整形单元(2),用于对另一路鉴相信号进行光电转换及信号整形,输出第二路电信号;

鉴频器,用于对经第一信号整形单元(1)处理后的鉴频信号进行下变频采集获取初始频差信息;

方向判断单元(3),用于延迟第二路信号并将第一路信号和第二路信号做异或运算,获得信号光与本振光相对方向及二倍频信号;

反馈单元(4),用于将方向判断单元(3)输出的二倍频信号转换为数字信号,并反馈至鉴频器;

鉴相单元(5),用于二倍频信号分频后得到频率差,并进行积分运算,获取相位差信息。

7.根据权利要求6所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统,其特征在于,所述第一信号整形单元(1)和/或第二信号整形单元(2)包括依次连接的平衡探测器、放大器及限幅放大器,所述光混频器的输出与平衡探测器的输入端连接。

8.根据权利要求6所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统,其特征在于,所述方向判断单元(3)包括延迟子单元及异或门,所述第一信号整形单元(1)的输出端与异或门的一个输入端连接,所述第二信号整形单元(2)的输出端与异或门的另一个输入端连接,所述异或门的输出端与反馈单元(4)的输入端及鉴相单元(5)的输入端连接。

9.根据权利要求8所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统,其特征在于,所述反馈单元(4)包括低通滤波器及模数转换器,所述异或门的输出端与低通滤波器的输入端连接,所述低通滤波器的输出端与模数转换器的输入端连接,所述模数转换器的输出端与鉴频器的输入端连接。

10.根据权利要求8所述的一种零差相干探测单元中高精度鉴频鉴相系统,其特征在于,所述鉴相单元(5)包括分频器及环路滤波器,所述异或门的输出端与分频器的输入端连接,所述分频器的输出端与环路滤波器的输入端连接,所述环路滤波器用于对经分频器变频后的频率进行积分,获得相位差。