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近年来随着科技的不断发展,原子钟的频率稳定度得到了极大的提升,现有的原子钟的天稳定度已经可以达到10-16量级。远距离频率传递的需求被不断提升。传统的基于卫星或者GPS的远距离频率传递方案受限于自身技术与外界环境,提供的天稳定度只能达到10-15量级,已无法满足现有应用的需求。光纤频率传递因其低损耗、大带宽、抗干扰能力强等优势,有着很强的应用前景,已经得到广泛研究。 使用光纤传递频率信号时,光纤链路的本底噪声和外界环境的波动会对被传递的频率信号引入相应的相位噪声并恶化其频率稳定度。因此对相位噪声进行补偿是必要的。主动式相位噪声补偿方案较早地得到了研究与应用。该方案实时地跟踪链路抖动,并通过相应的算法将测得的链路抖动信号转化成控制信号以驱动补偿模块对噪声进行补偿。此类方案需要精确的相位误差测量以及快速、大动态范围的噪声补偿模块,这极大增加了系统的复杂度。近年来出现了基于相位共轭混频的被动相位噪声补偿方案。此类方案通过被传递信号与探测信号的混频,完成对相位噪声的补偿,可以简化系统,并且提供无限的补偿范围。现有的被动补偿方案存在着无法同时解决后向散射噪声干扰以及传递波长不一致引入的链路对称性的问题。针对现有被动补偿方案存在的问题,本文提出了一种改进的基于被动相位噪声补偿技术的光纤频率传递方案。改进方案使用同波长传递方法以及对探测信号远端分频近端滤波的频分复用方法,可以有效地改善链路对称性并抑制链路中后向散射噪声的影响,进而提升系统的频率稳定度。本文的主要工作包括: (1)介绍了现有的光纤频率传递方案,同时阐述了现有的被动相位噪声补偿方案的优缺点。分析了光纤频率传递链路中存在的噪声及其对系统频率稳定度的影响。 (2)提出了一种改进的基于被动相位噪声补偿技术的光纤频率传递系统。从理论上分析了新方案对于后向散射噪声的抑制原理及对链路对称性的改善。根据实验需求完成了系统变频模块的选择与测试。 (3)设计了系统的测试方案并制作了相应的分频电路,在此基础上完成了40km光纤链路频率传递系统实验及其比对实验。改进的系统的频率稳定度达到3.9?10-14/s及1.2?10-16/104s,明显优于受后向散射噪声影响的频率传递系统的稳定度1.5?10-13/s,验证了系统对于后向散射的抑制。