分布式雷电系统是现代光纤传输的新方式,为确保传输性能较高,往往需要发射端和接收端满足相位同步,也需要有相同的传输性能,这应该将时钟信号进行统一,确保其相位相符。该传输方式的收发端相距几十到几百公里,如果使用传统电缆,在传输过程中会造成很大损耗,也没有办法让时钟信号实现同步传输;但是使用光纤后,降低了传输损耗,内外部因素影响小,能够实现长距离传输。在使用中,光纤很容易受到外界环境因素的干扰,也会因机械振动出现相位变化,如果只使用光纤进行传输,往往不能确保相位稳定性和一致性。因此,要确保相位保持相同,应当使用光纤稳相技术,以此保障光纤信号长距离传输。
⦁ 光纤稳相传输原理分析
时钟信号在光纤传输中,一般可以采用主动式和被动式对稳相技术进行使用。时钟信号往往需要通过光电转换,实现三倍频变换后形成了不同传输频率的时钟信号,能够满足不同传输途径和距离,从而保障时钟信号稳定,达到光纤稳相的目的。在该传输系统中,中心站会将时钟信号进行调整,让其频率保持稳定,并且通过转换器后成为光信号。在中心站作用下,会对时钟信号进行优化,并且转化到光载波上,再结合复合器后,能够将其输入到单模光纤中,以此从长距离光纤传输通道中进入到天线端。天线端会在波分复合器作用下,将光纤信号进行分离,以此从两个通道进行传输。其中一部分在分光器作用下,通过滤波器找出了其中的基频信号。在该光纤环境中,基频信号受到了巨大影响,以此产生了非常强的相位反应。另一部分的光纤信号中找出了三倍频信号,该信号频率是基频的三倍,并且产生的相位反应也是三倍。在对基频信号传输到微波中,将其调整到激光源上,增大了其中心波长。再通过光载波作用下,将其传输到长光纤中,并且会逐步达到中心站。光纤信号在出现在中心站后,会在反射镜下回到天线中。基于环形器的影响后,会将光信号转化为电信号。这个过程中,光信号经过了三次抖动,让其相位产生了三次反应。通过对二分频器中的信号找出其中存在的基频信号,以此实现了时钟信号的稳相传输。
⦁ 光纤稳相在时钟信号光纤传输系统设计
通过对光纤稳相的研究分析,对时钟信号光纤传输系统进行设计,一般由三个部分构成。第一部分主要是时钟信号形成,包括但不限于电气设备、时钟源等;第二部分主要是光纤传输系统组成;第三部分是雷达阵列接收端。在具体使用中,时钟源位于中心站中,在电气设备作用下产生了不同的时钟信号,并且分别进入了不同转化过程,逐步让时钟信号形成光信号。通过已经安装好的光纤传输通道,传输到天线中,再天线处实施信号转化,产生电信号,并且在三倍频率作用下,产生不同传输路径的时钟信号,能够让光纤信号不受到环境作用,也不会产生相位抖动。最后将该系统所形成的时钟信号传输到雷达天线中。
在整个系统实施信号转化中,主要为光电和电光转化。在后者转化中,对传输系统的相位产生影响,但是不仅光纤产生作用,激光器也对相位产生了重大干扰。激光器一般产生的波长和设备内部芯片温度高度有着直接关系,应该对光波长度进行合理控制。在操作中应该注意的是,激光器属于半导体,对内部外环境温度变化非常敏感,要确保激光器有更高的工作效率,应该采用自动化温度控制。该设备本身有自带的制冷设备,是借助帕尔贴效应实现的,既可以对加热过程进行完成,也可以对制冷效果进行体现。在这种效应作用下,能够让热量实现泵送,以此产生两端温度差异不同。如果电流方向发生变化,热量传输也会进行转变,这需要使用该设备进行温度控制。当设备温度在25°左右时,制冷设备是不会进行工作的;在温度超过25°时,该设备会自动进行制冷,将其温度控制在25°后,停止工作;在温度低于25°时,会利用制冷中吸收的过多热量,对该设备温度进行恢复,直到温度恢复到25°左右,以此实现对温度的自动化控制。
⦁ 光纤稳相在时钟信号光纤传输系统中的应用
在光纤传输系统中,对稳相使用中,主要确保相位实现稳定性和一致性。第一,时钟稳相传输系统相位稳定性。为确保稳相系统可以发挥出相应的功能,应该对相位稳定程度进行测试。在中心站中,对激光器波长进行合理设置,让其产生1500nm,激光器在工作中所实现的宽度为3GHz,传输线路应该使用长度为10km的光纤,但是采用的光纤必须单模。在天线端中,应该对激光器波长设置为1480nm,激光器在工作中所实现的宽度为3GHz,对其中所使用的探测器宽度进行规定,不超过4GHz,响应速度为0.82A/W,测试宽度需要设置为3GHz左右。在实际测试中,先对没有使用时钟信号的光纤系统进行测试,通过4h测试后,所产生频点为4GHz,相位位置发生了偏移,对其角度进行测试为40.62°;在对其他频点进行测试后,相位也出现的偏移,对其角度进行测试为47.62°。也对使用了时钟信号光纤传输系统进行测试,通过4h测试后,所产生频点为4GHz,相位位置发生了偏移,对其角度进行测试为3.02°;在对其他频点进行测试后,相位也出现的偏移,对其角度进行测试为3.62°。这说明使用了时钟稳相后,能够有效提升光纤传输的相位稳定性。
第二,对时钟稳相传输系统相位一致性进行分析。结合稳定性分析中,相位一致性只能和初始相位存在关系。在实际项目使用中,相位稳定性和多种因素存在关系,既和光纤有关系,也会光电信号转化存在关系。在信号传输中,也会受到外部环境因素的影响,还会受到机械振动的影响,都会造成相位发生不同角度的偏移。应该对这些相关因素进行测试,通过对相位一致性影响因素进行分析,结合光纤传输的要求,对各种因素的影响程度和大小进行分析。在结合研究数据可知,就算是对相同设备构成系统进行相位测试中,其一致性也会产生不同差异。因此,光纤传输系统相互能否实现一致性,应该从具体使用过程进行分析,并且对其进行判断,以此保障稳相的合理使用。
结束语
在科学技术发展下,信息技术得到更大发展,在生产、生活中得到广泛使用。随着对网络传输质量要求提高后,传统的电缆传输方式往往不能满足这一要求,只能使用光纤对其进行传输。光纤在使用中,充分利用了稳相作用,结合时钟信号对光纤传输系统进行合理设置,确保相位被波动保持在合理范围内,有效提升光纤传输距离,还可以实现远距离同步传输,满足不同传输过程的需要,有效推动我国通信行业发展。