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近年来原子钟技术发展迅速,目前商用化的铯原子钟天稳定度已经达到了10-16的量级,现有的基于卫星的长距离频率传递技术,其频率稳定度只能达到10-15/天的水平,无法满足高稳定度频率对比的需求。光纤传输具有带宽大、损耗小、抗干扰性强等优点,具备实现高稳定度频率传递的巨大潜力,并引起了国内外的广泛关注。当前高质量的频率源输出信号的频率一般在10MHz~100MHz之间,相噪指标要优于光纤链路的本底噪声,为了克服这个问题同时为了提高在频率补偿时相位差信号的检测灵敏度,需要对原子钟输出的频率信号倍频到较高的频率进行光纤传递,同时在远端需要用下变频的方法将信号还原成初始的频率传递给用户。本文采用锁相环电路倍频的方法实现了将频标信号从10MHz到1GHz的100倍频,同时设计了FPGA控制电路以实现对锁相环芯片上电后自动写入控制字程序的过程。而在下变频端,通过两级分频实现了100分频,得到用户需要的10MHz的频率信号。实验结果表明,在经过先倍频再分频后,输出信号与原始频标信号相比在近端1Hz处的相噪仅恶化了3dBc/Hz,而远端100KHz处的相噪提高了2dBc/Hz;与R&S公司的频率综合器SMF100A的频率变换效果相比在1Hz处的相噪提高将近20dBc/Hz。将设计的上下变频模块加入到20km光纤链路的频率传输系统中,并利用本课题组已有的光学相位补偿方案对其进行补偿,最后实现了4×10-13的秒稳定度和1.6×10-15的1000秒稳定度。本文首先简单介绍了微波光纤的基本组成以及传输链路引入的各类噪声,并分析了激光器的相位噪声和外界温度变化对光纤频率传输稳定度所造成的影响。其次对上变频模块进行了仿真和设计,并且为克服每次掉电后寄存器不能保存数据的影响而制作了相应的FPGA控制电路,同时利用两级分频的方式设计了100分频模块。最后测试了上下变频模块的输出频率和相位噪声,然后将其接入到光纤频率传输系统中与微波源的变频效果进行了对比,并测试了补偿前后系统的频率稳定度;进行了时间和频率信号在100km光纤链路上的同时传输并分析了相关的实验结果。