高精度相位同步是时间频率传输与比对要解决的关键问题之一,它的解决将有助于新型原子频标和相位噪声测量的精度,并对整个时频传递与导航定位领域的发展起到强有力的推动作用。传统的相位同步建立在同频基础之上,针对不同频率信号间的相位同步,需借助混频、倍频、频率合成等系列变换过程,使用其频率归一化,归一化线路不仅体积庞大、结构复杂,而且极易引入噪声,使其同步精度不易保证。为简化电路结构、降低成本、缩短开发周期,实现任意射频信号之间稳定度和准确度的精密传输,提出基于异频信号的高精度相位同步方法并对其关键技术进行研究。首先,利用异频信号之间的群相位量子化特征,建立了射频与微波之间的相位群同步平台,实现了异频鉴相的连续性和同步性,使异频信号之间的直接精密频率控制成为可能,同时也为精密频率源稳定度和准确度的高精度传递奠定了基础。其次,针对传统相位比对中复杂的频率变换过程、测量分辨率低及同步精度不易保证等问题,提出一种基于相位群同步的精密频率链接方法。该方法以任意信号之间的最小公倍数周期为特征,利用相位差量化步进的规律性,在两异频率信号之间建立相位群同步,把其中一个信号的频率稳定度和准确度传递到另一频率信号之上,进而实现频率信号之间的精密链接。实验结果表明,与传统的基于频率处理的频率链接方法相比,该法具有频率链简单、成本低廉及链接精度高的优点。最后,在分析相位群同步物理特性的基础上,利用FPGA技术,设计并研制了一种运算速度快、可靠性高的精密相位同步系统。通过对频标和被测量信号的调理及变换,建立高精度的相位重合点及同频脉冲来获得两异频信号的高精度相位同步。测试结果表明该系统具有很高的分辨率及稳定度。