本发明涉及射频稳相传递，特别是适用于一种宽带高精度射频稳相传输系统与方法。
背景技术：
1、宽带射频信号在分布式相干孔径雷达、甚长基干涉测量、粒子对撞机等方面有着广泛的应用。在诸多应用中，宽带信号需要在相位上保持高度的相干性。如何将宽带的射频信号稳相传输至不同的用户端是一个值得研究的问题，此前基于相位共轭技术的射频稳相传输方案已经得到了报道，参见[yin f,zhang a,dai y,et al.phase-conjugation-basedfast rf phase stabilization for fiber delivery[j].optics express,2014,22(1):878-884.]，通过混频等操作传递带有链路相位噪声预补偿的信号，可以被动地消除链路引入的相位噪声。虽然这种方式具有快速的补偿速度以及大的补偿范围，但他不适合宽带信号的相位噪声补偿。基于锁相环的主动相位噪声补偿通过探测链路时延并反馈控制延时模块，可有效稳定链路引入的延时波动导致的相位波动，参见[wang h,li s,xue x,etal.distributed coherent microwave photonic radar with a high-precision fiber-optic time and frequency network[j].optics express,2020,28(21):31241-31252.]，然而，这种方式的控制精度有限，无法保证较低的延时抖动。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对现有技术以及工作的不足，提供了一种宽带高精度射频稳相传输系统与方法。在光载波相位传递系统的辅助下，可以高精度地探测和补偿传递链路引入的相位噪声，当宽带射频信号调制后，可以在远端获得相位稳定的宽带射频信号，具有高精度和低复杂度等优势。
2、为达到上述目的，本发明的技术解决方案如下：
3、一方面，本发明提供一种宽带高精度射频稳相传输系统，包括本地端、远端以及连接所述本地端和远端的传递链路，其特点在于；所述本地端包括：
4、第一光学频率源，用于产生作为光载波的光学频率信号；
5、第一光耦合器，其输入端与所述第一光学频率源的输出端相连，用于将所述光学频率信号分为两路；
6、第一电光调制器，其输入端与所述第一光耦合器的第一输出端相连，用于将待传递的射频信号调制到光载波上；
7、第二光耦合器，其第一输出端与所述第一光耦合器的第二输出端相连，其第二输入端与第一在线式法拉第镜的输入端相连；
8、第一在线式法拉第镜，其输出端与第三光耦合器的第二输入端相连，用于反射部分光信号作为参考信号；
9、第一光电探测器，其输入端与第二光耦合器的第二输出端相连，用于将光信号转换为电信号；
10、第一带通滤波器，其输入端与第一光电探测器的输出端相连，用于提取特定频率范围的信号；
11、第一射频信号源，用于提供射频频率基准信号用于链路锁定过程；
12、第一比例积分微分控制器，其第一输入端与第一带通滤波器的输出端相连，第二输入端接收来自第一射频信号源的射频信号，输出端与所述第一可调光延迟线的反馈控制端相连，用于根据参考信号和射频信号源的对比结果调整第一可调光延迟线；
13、第三光耦合器、其输入端与第一可调光延迟线的输出端相连，其两个输出端分别连接第一电光调制器的输出端和第二光耦合器的第二输入端，用于将调制后的光信号与参考光信号耦合；
14、第一可调光延迟线，其输入端接收来自第三光耦合器的光信号，用于调整光信号的传输时间以实现相位补偿，并经所述传递链路传输至远端；
15、所述传递链路为光纤链路或者自由空间链路，用于传输光信号；
16、所述远端包括：
17、第一光学移频器，其输入端接收来自所述传递链路的光信号，输出端连接第二在线式法拉第镜，射频输入端接收来自第二射频信号源的射频信号，用于对光学频率信号进行移频，以区分前向传递和反射至本地端的光学频率信号；
18、第二射频信号源，用于提供射频信号以驱动所述第一光学移频器；
19、第二在线式法拉第镜，其输入端接收来自所述第一光学移频器的光信号，输出端连接第二光电探测器，用于反射部分光信号；
20、第二光电探测器，其输入端接收来自所述第二在线式法拉第镜的光信号，输出端输出稳相射频信号。
21、另一方面，本发明还提供一种利用上述宽带高精度射频稳相传输系统进行的稳相传输方法，其特点在于，该方法包括：
22、本地端中的第一光学频率源发出的光学频率信号e0可以表示为：
23、
24、其中，v0与分别为光学频率信号的角频率与初始相位。
25、信号e0经过所述的第一光耦合器后分为两路，一路通过第一电光调制器调制待传递射频信号s(t)，调制后的信号可以表示为：
26、
27、另一路经过第二光耦合器以及第一在线式法拉第镜后一部分反射至第一光电探测器，作为参考信号。另一部分进入第三光耦合器与信号e1共同耦合至同一光纤路径中。在经过第一可调光延迟线后进入传递链路到达远端。
28、远端接收到的光学频率信号经过第一光学移频器后进入第二在线式法拉第镜，一部分直接通过进入第二光电探测器进行探测，另一部分被反射，经过第一光学移频器、传递链路、第一可调光延迟线、第三光耦合器、第一在线式法拉第镜、第二光耦合器后进入第一光电探测器后的光学频率信号可以表示为：
29、
30、其中，ω1为第一光学移频器产生的移频角频率，为传递链路引入的相位噪声，为第一可调光延迟线产生的延时τc(t)对应的相位变化。信号e2与参考信号e0拍频得到的带有两倍光纤链路的射频信号可以表示为：
31、
32、信号经过第一带通滤波器后进入第一比例积分微分控制器锁定至由第一射频信号源发出的角频率为2ω1的射频信号，第一比例积分微分控制器的误差信号用于反馈控制第一可调光延迟线，当环路锁定后，直流误差信号为零，得到：
33、
34、对于经过第一光电调制器调制后的信号，经过第三光耦合器、第一可调光延迟线后进入传递链路，经过远端第一光学移频器后的信号可以表示为：
35、
36、其中，τp为传递链路引入的时延，当环路锁定后，同样有：
37、τc(t)＝-τp
38、该信号经过第二在线式法拉第镜后进入第二光电探测器直接检测，由于传递链路引入的时延误差或相位误差可通过第一可调延迟线主动消除，此时在远端可以还原出本地端待传递的射频信号。
39、由此，该过程利用光学频率传递系统的相干相位探测以及主动相位噪声补偿的方式，消除了待传递射频信号在传递链路中引入的相位误差及时延误差，在远端还原出相位稳定的射频信号。
40、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
41、1)本发明对待传递的宽带射频信号的控制精度更高。
42、2)本发明利用光载波相位方式探测链路引入的相位噪声，补偿后的延时抖动更小，在远端获得的宽带射频信号的稳定度更高。
43、3)本发明能够实现稳相传递的射频信号带宽更宽，可传递射频信号的带宽仅受限于电光调制器的带宽。
44、4)本发明结合了成熟的光学频率传递技术，无需复杂的延时补偿系统。
45、5)本发明利用光学频率传递的高稳定性和相干性，实现了对射频信号在传输过程中引入的相位噪声和时延误差的精确补偿。第一在线式法拉第镜和第二在线式法拉第镜的使用，确保了光信号在传输路径中的相位一致性，第一可调光延迟线则根据反馈控制信号动态调整，以消除链路引入的相位差和时延误差，从而实现远端射频信号的高精度相位稳定。
46、6)本发明采用电光调制技术，使得其能够支持宽频带范围内的射频信号传输。第一电光调制器将待传递的射频信号调制到光载波上，利用光纤或自由空间链路的高带宽特性进行传输，从而实现了宽带射频信号的稳定传输。
1.一种宽带高精度射频稳相传输系统，包括本地端(1)、远端(3)以及连接所述本地端(1)和远端(3)的传递链路(2)，其特征在于；所述本地端(1)包括：
2.利用权利要求1所述的宽带高精度射频稳相传输系统进行的稳相传输方法，其特征在于，该方法步骤如下：
