[發明專利]一種微波光子測頻實現方法與系統

有效

• 申請號: 202110458432.7
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113391268B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 王安樂;杜詩睿;杜鵬飛;王黨衛;張進
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍預警學院
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 北京翔石知識產權代理事務所(普通合伙) 11816
• 代理人: 李勇

1.一種微波光子測頻方法，其特征在于，包括以下方法：

S1,采用一連續單頻激光器作為整個測頻系統光源，通過1×2光耦合器將其分為兩路分別用于產生泵浦光和激發SBS效應，通過光環型器后使用光電探測器拍頻得到電信號，根據泵浦光與布里淵頻移值計算得到待測射頻信號的瞬時頻率；

S2,在泵浦光產生支路，利用兩級相位調制結合光濾波方法產生所需的頻率可調諧泵浦光信號，具體方法為：激光器產生的單頻連續光作為第一次相位調制的載波，通過相位調制器被微波信號源產生的單頻微波信號調制，調制后的光信號經過光濾波組合模塊1，濾出所需的光變帶對，此光變帶對作為第二次相位調制的載波，經另一相位調制器被另一單頻微波信號調制，經光濾波組合模塊2濾出另一光邊帶對作為泵浦光輸入環形器1口；

S3,在SBS效應激發支路利用又一相位調制器將天線接收的待測射頻信號調制到光載波上，通過SBS效應的激發測量出射頻信號的瞬時頻率，具體方法為：激光器耦合出的單頻連續光首先使用偏振控制器控制偏振態，使得后續相位調制產生的一階邊帶對最大，后經相位調制器被射頻信號調制產生調制信號，射頻信號由接收天線捕獲后經低噪放大；調制信號經光隔離器輸入至長光纖，長光纖另一端與環形器2口相接，當滿足SBS效應的激發條件時，在長光纖中，調制信號的一階邊帶對與反向傳輸的泵浦光信號激發出SBS效應；環形器3口輸出的光信號通過光電探測器進行拍頻，在SBS效應激發的情況下可拍頻產生電信號，通過數據處理與控制模塊計算得到射頻信號瞬時頻率值；

S4,在數據處理與控制模塊，主要通過軟件對整個測頻系統的時序、通信進行控制以及實現對射頻信號中頻率的計算，具體方法為：系統開機后，首先使激光器工作在所需波長和功率，根據所需泵浦光頻率設定兩微波信號源輸出不同單頻信號的頻率、頻率變化范圍和速率及光濾波組合模塊的響應頻譜，當SBS效應激發，最終產生電信號時，根據泵浦光頻率值與布里淵頻移值，計算得出射頻信號的頻率信息。

2.根據權利要求1所述的一種微波光子測頻方法，其特征在于，所述微波信號源為直接數字頻率合成器、光生微波源和光電混合微波源中的任一種。

3.根據權利要求1所述的一種微波光子測頻方法，其特征在于，所述激光器為分布式反饋激光器。

4.根據權利要求1所述的一種微波光子測頻方法，其特征在于，所述光濾波組合模塊由兩個分立光纖光柵濾波器實現，或由一個多進多出可編程光濾波器實現，或由以上兩種組合，濾波器為帶通濾波器和雙帶通濾波器中的任一種。

5.根據權利要求1所述的一種微波光子測頻方法，其特征在于，光路各節點和光濾波組合模塊均可添加光放大器進行光信號放大。

6.一種微波光子測頻系統，用于執行權利要求1至5任一項所述的微波光子測頻方法，其特征在于，所述系統包括泵浦光產生支路、接收支路及數據處理與控制模塊。

7.根據權利要求6所述的一種微波光子測頻系統，其特征在于，所述泵浦光產生支路包括激光器、1×2光耦合器、微波信號源、相位調制器1、光濾波組合模塊1、相位調制器2、光濾波組合模塊2；激光器、1×2光耦合器、相位調制器1、光濾波組合模塊1、相位調制器2、光濾波組合模塊2兩兩之間用光波導連接，微波信號源與相位調制器1和調制器2之間用射頻波導連接；光濾波組合模塊輸出接口與環形器1口相接。

8.根據權利要求7所述的一種微波光子測頻系統，其特征在于，所述接收支路包含：偏振控制器、相位調制器3、接收天線、電帶通濾波器、低噪聲放大器、光隔離器、長光纖、光環形器、光電探測器、示波器；偏振控制器的輸入口與1×2光耦合器另一輸出口連接，輸出口與相位調制器的光輸入口連接；相位調制器３的射頻輸入接口與低噪放的輸出接口連接，接收天線輸出口通過射頻波導依次與電帶通濾波器、低噪放相接；相位調制器３的輸出接口通過光波導依次與光隔離器、長光纖相接，長光纖另一端與環形器２口相接，環形器３口與光電探測器輸入接口相接；光電探測器輸出接口與示波器通過射頻波導相接；示波器與數據處理與控制模塊連接。

9.根據權利要求8所述的一種微波光子測頻系統，其特征在于，所述數據處理與控制模塊通過信號傳輸線與微波信號源、光濾波組合模塊1、光濾波組合模塊2、示波器、低噪放相連進行參數及工作狀態控制。