[發明專利]一種微波光子測頻裝置與方法

有效

• 申請號: 202011300470.1
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112505408B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 王恒;徐兵杰;黃偉;皮峣迪;鄒新海
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十研究所
• 主分類號: G01R23/06
• 分類號: G01R23/06
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

本發明公開了一種微波光子測頻裝置與方法，該裝置包括激光器、第一相位調制器、可編程濾波器、第二相位調制器、光移頻器、混頻器、低速光電探測器和頻譜分析模塊，本發明通過測量兩個固定低頻邊帶的幅值之比獲得寬頻范圍微波信號頻率，可極大地節省微波光子測頻的帶寬和系統成本，并利用可編程濾波器來設置幅值與頻率的映射關系，避免了傳統頻率?幅度映射型測頻方法中采用的不穩定色散因子，提高微波光子測頻的精度。

技術領域

本發明涉及微波光子領域，尤其涉及一種微波光子測頻裝置與方法。

背景技術

現代電子戰中，為實現快速預警和攔截敵方未知信號，需要在雷達預警接收機中采用實時頻率測量技術，然而傳統電子測頻技術受限于電子瓶頸和瞬時帶寬，使得電子微波測頻技術在測量范圍、測量精度和測量系統復雜度上均不能滿足當前寬帶寬、高精度的瞬時測頻需求。微波光子學基于光子技術生成、傳輸、處理寬帶微波信號，具有瞬時寬帶大、質量輕、損耗小、抗電磁干擾能力強等一系列優點而在微波頻率測量方面得到廣泛的應用。

當前微波光子測頻技術主要將待測微波頻率映射到已知信號的幅度、頻率、時間和偏振等維度參數上，并通過測量已知參數獲得待測微波信號的頻率。基于此，目前微波光子測頻方法主要有頻率-幅度映射型測頻、頻率-時間映射型測頻和頻率-頻率映射型測頻等，其中頻率-幅度映射型測頻由于將待測頻率映射為易于測量的幅度(或功率)信息而得到廣泛研究。該方法主要是通過建立一個幅值對比函數(Amplitude ComparisonFunction,ACF)將未知微波頻率映射到電幅值或光幅值，因此該方案可以分為電幅值映射法和光幅值映射法。電幅值映射法主要基于色散因子建立不同微波幅值的兩個通道并實現ACF的構建(X.H.Zou and J.P.Yao,“An Optical Approach to Microwave Frequency Measurementwith Adjustable Measurement Range and Resolution”,IEEE Photonics TechnologyLetters,2008,20(23):1989-1991)。然而，色散量的差異和不穩定性導致了微波頻率測量的范圍和分辨率均受到很大的限制。光幅值映射法通過控制可調延遲時間等建立不同光幅值的兩個通道而完成ACF的構建(S.N.Fu,M.Tang and P.Shum,“Instantaneous microwavefrequency measurement using optical carrier suppression based DC powermonitoring”,Optics Express,2011,19(24):24712-24717)。然而，延遲時間控制的不穩定性導致測試的準確性和穩定性受到嚴重的影響。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種微波光子測頻裝置與方法，具體的，包括

本發明所要解決的技術問題在于如何克服現有微波頻率測量無法滿足寬帶、高精度的微波信號頻率測量，本發明提出了一種微波光子測頻裝置與方法，可實現具有寬帶微波信號的高精度頻率測量，有效地節省了微波光子測頻的帶寬和系統成本。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種微波光子測頻裝置，包括：

激光器，用于輸出上、下兩路光載波；

第一相位調制器，用于將一路待測微波信號加載在所述激光器輸出的上路光載波上，形成第一相位調制光信號；

可編程濾波器，用于對所述第一相位調制光信號進行線性幅值整型，形成幅值與頻率具有H(f)線性映射關系的幅值線性整型光信號；

混頻器，用于將另一路待測微波信號與本振源輸出的頻率為f₁的本振信號進行混頻，形成混頻信號；

第二相位調制器，用于將所述混頻信號加載在所述激光器輸出的下路光載波上，形成第二相位調制光信號；