[發(fā)明專利]利用布里淵散射實現(xiàn)多頻微波信號頻率測量的裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110455025.7
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102546007A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭史烈;潘敏;章獻(xiàn)民;池灝;金曉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H04B10/08
• 分類號: H04B10/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波頻率測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用布里淵散射實現(xiàn)多頻微波信號頻率測量的裝置及方法。

背景技術(shù)

微波光子學(xué)是一門涉及微波工程和光子學(xué)的新興交叉學(xué)科，其研究內(nèi)容涉及了與微波技術(shù)和光纖技術(shù)相關(guān)的各個領(lǐng)域，主要集中在兩方面：一是解決傳統(tǒng)的光纖通信技術(shù)向微波頻段發(fā)展中的問題，包括激光器、光調(diào)制器、放大器、探測器和光纖傳輸鏈路的研究；二是利用光電子器件解決微波信號的產(chǎn)生和控制問題，主要微波光子濾波器、光域微波放大器、任意波形微波信號產(chǎn)生等。微波光子學(xué)較于電子學(xué)具有眾多優(yōu)點，比如，損耗低、重量輕、尺寸小、帶寬高、抗電磁干擾等。因此，通過采用微波光子技術(shù)可以實現(xiàn)以前在電域內(nèi)很難甚至是無法完成的功能或任務(wù)。正是由于以上的巨大優(yōu)勢，微波光子學(xué)在信號處理、通信、國防和航空航天等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。其中，微波光子頻率測量技術(shù)被認(rèn)為是未來電子戰(zhàn)中處理雷達(dá)信號的先進(jìn)方法之一，因此眾多微波光子學(xué)技術(shù)研究被用于實現(xiàn)大動態(tài)范圍、高分辨率的微波頻率測量。然而，目前的基于微波光子學(xué)對微波頻率測量的研究基本只適用于單頻微波信號，并且分辨率有限。

受激布里淵散射(SBS)是光纖中泵浦波、斯托克斯波通過聲波進(jìn)行作用的非線性效應(yīng)。受激布里淵散射主要是由于入射光功率很高，由光波產(chǎn)生的電磁伸縮效應(yīng)在物質(zhì)內(nèi)激起超聲波，入射光受超聲波散射而產(chǎn)生的。這期間產(chǎn)生兩個耦合效應(yīng)：一、泵浦波引起的折射率變化通過布拉格衍射散射泵浦光，產(chǎn)生了頻率下移布里淵頻移的布里淵增益譜；二是斯托克斯波將引起頻率上移布里淵頻移的布里淵損耗譜。布里淵散射對處于增益譜與損耗譜的信號在產(chǎn)生幅度增益或損耗的同時，均伴隨著相位的非線性變化。而且信號幅度的增益和損耗的大小及相應(yīng)的相位變化與斯托克斯波和泵浦波的功率、頻率以及光纖類型、光纖長度均有關(guān)系。因此，近年來這種由布里淵散射效應(yīng)引起的幅度和相位變化被廣泛應(yīng)用于光域中的信號處理中，例如產(chǎn)生單邊帶調(diào)制信號等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用受激布里淵散射實現(xiàn)多頻微波信號的頻率測量裝置及方法。本發(fā)明把待測的多頻微波信號相位調(diào)制到光上，利用受激布里淵散射通過一個掃頻的載波抑制雙邊帶信號對該相位調(diào)制雙邊帶信號進(jìn)行光學(xué)處理得到選擇性的單邊帶光調(diào)制信號，同時同步掃頻信號與調(diào)制信號微波功率的探測。當(dāng)有微波功率可以被檢測時，此時掃頻頻率與光纖布里淵頻移之間的頻差就是未知微波信號的頻率，從而實現(xiàn)了對待測微波信號的頻率測量。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取技術(shù)方案為：

利用布里淵散射的多頻微波信號頻率測量裝置，包括DFB激光器、1×2光耦合器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、電光相位調(diào)制器、色散位移光纖、馬赫-曾德爾調(diào)制器、摻鉺光纖放大器、環(huán)形器、隔離器和光高速探測器、微波檢波器、數(shù)字示波器。DFB激光器的輸出端與1×2光耦合器的輸入端光連接，1×2光耦合器的一個輸出端與第一偏振控制器的一端光連接，第一偏振控制器的另一端與馬赫-曾德爾調(diào)制器光輸入端光連接，馬赫-曾德爾調(diào)制器光輸出端與摻鉺光纖放大器輸入端光連接，摻鉺光纖放大器輸出端與環(huán)形器的1口光連接；1×2光耦合器的另一個輸出端與第二偏振控制器的一端光連接，第二偏振控制器的另一端與電光相位調(diào)制器光輸入端光連接，電光相位調(diào)制器光輸出端與隔離器的輸入端光連接，隔離器的輸出端與色散位移光纖一端光連接，色散位移光纖另一端與環(huán)形器的2口光連接；環(huán)形器的3口與光高速探測器輸入端光連接，光電高速探測器輸出端與微波檢波器電連接，微波檢波器輸出端與數(shù)字示波器電連接；掃頻信號輸入至馬赫-曾德爾調(diào)制器電信號端，待測微波信號輸入至電光相位調(diào)制器電輸入端。