[發(fā)明專(zhuān)利]基于頻率—相位斜率映射的微波頻率測(cè)量方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810951855.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108957123B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張方正;史經(jīng)展;張道成;潘時(shí)龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R23/12
• 分類(lèi)號(hào): G01R23/12
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 楊楠

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于頻率—相位斜率映射的微波頻率測(cè)量方法，將待測(cè)微波信號(hào)分為兩路并在這兩路微波信號(hào)間引入勻速變化的延時(shí)差；然后測(cè)出引入延時(shí)差后的兩路微波信號(hào)間的相位差隨時(shí)間變化的斜率；最后根據(jù)所述斜率與待測(cè)微波信號(hào)頻率之間的單調(diào)線(xiàn)性映射關(guān)系，得到待測(cè)微波信號(hào)頻率。本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于頻率—相位斜率映射的微波頻率測(cè)量裝置。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可有效避免頻率測(cè)量中的模糊問(wèn)題，提高頻率測(cè)量精度，同時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微波頻率測(cè)量方法、裝置。

背景技術(shù)

頻率是微波信號(hào)的重要參數(shù)，對(duì)微波頻率的測(cè)量是現(xiàn)代電子系統(tǒng)至關(guān)重要的組成部分，如雷達(dá)、通信與電子戰(zhàn)系統(tǒng)。隨著電子系統(tǒng)的發(fā)展，它們的帶寬越來(lái)越大，對(duì)頻率測(cè)量系統(tǒng)所能測(cè)量的頻率范圍也提出了越來(lái)越高的要求。然而，傳統(tǒng)的基于電器件實(shí)現(xiàn)的測(cè)頻系統(tǒng)由于受電器件帶寬的限制，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足電子應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)測(cè)頻帶寬的需求。

隨著現(xiàn)代微波光子技術(shù)的發(fā)展，研究人員提出許多基于微波光子技術(shù)實(shí)現(xiàn)的微波測(cè)頻系統(tǒng)，它們借助微波光子技術(shù)的的大帶寬、低損耗和抗電磁干擾等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)較寬頻率范圍的微波信號(hào)的精確頻率測(cè)量。根據(jù)原理的不同，這些微波光子測(cè)頻系統(tǒng)可以分為三類(lèi)：頻率-時(shí)間映射，頻率-空間映射，頻率-功率映射。頻率-時(shí)間映射是借助色散模塊將不同的頻率映射為不同的時(shí)延差，然而該方法可測(cè)的最低頻率和靈敏度受限于光開(kāi)關(guān)的速度和實(shí)時(shí)示波器的采樣率【L.V.T.Nguyen,“Microwave photonic technique for frequencymeasurement of simultaneous signals,”IEEE Photon.Technol.Lett.,vol.21,no.10,pp.642–644,May 2009.】；頻率-空間映射又稱(chēng)信道化，它一般采用上變頻-分束的結(jié)構(gòu)，即先將微波調(diào)制到光載波上，然后借助光信道化將已調(diào)制信號(hào)分為多個(gè)含有光濾波效應(yīng)的支路，最終根據(jù)每個(gè)支路的光譜就可推斷出微波信號(hào)所包含的頻率分量。然而，該方案的頻率分辨率受限于光信道的寬度，一般較差。另外，如果想到達(dá)到較大的頻率測(cè)量范圍，需要較多的光電探測(cè)器，增加了系統(tǒng)的成本與復(fù)雜度【X.Zou,W.Li,W.Pan,L.Yan,and J.Yao,“Photonic-assisted microwave channelizer with improved channelcharacteristics based on spectrum controlled stimulated Brillouinscattering,”IEEE Trans.Microw.Theory Techn.,vol.61,no.9,pp.3470–3478,Sep.2013.】；頻率-功率方案有多種實(shí)現(xiàn)方式，有基于色散引入的衰落效應(yīng)的，該類(lèi)方案最終轉(zhuǎn)化的功率為微波功率；有基于光濾波器和微波光子濾波器的，該類(lèi)方案最終轉(zhuǎn)化的功率可以是光功率，也可以是微波功率；還有基于非線(xiàn)性混頻效應(yīng)的，它們將頻率映射為直流電壓。無(wú)論上面哪種方式，都存在映射函數(shù)非單調(diào)引入的模糊問(wèn)題，限制測(cè)量頻率范圍【S.L.Pan and J.P.Yao,“Photonics-based broadband microwave measurement,”J.Light.Technol.,vol.35,no.16,pp.3498-3513,Aug.2016.】。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種基于頻率—相位斜率映射的微波頻率測(cè)量方法，可有效避免頻率測(cè)量中的模糊問(wèn)題，提高頻率測(cè)量精度，同時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本低廉。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題：

基于頻率—相位斜率映射的微波頻率測(cè)量方法，將待測(cè)微波信號(hào)分為兩路并在這兩路微波信號(hào)間引入勻速變化的延時(shí)差；然后測(cè)出引入延時(shí)差后的兩路微波信號(hào)間的相位差隨時(shí)間變化的斜率；最后根據(jù)所述斜率與待測(cè)微波信號(hào)頻率之間的單調(diào)線(xiàn)性映射關(guān)系，得到待測(cè)微波信號(hào)頻率。