[發明專利]一種光學輔助的寬帶微波瞬時頻率測量方法

有效

• 申請號: 202110589063.5
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113315573B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 盧冰;朱柯冀;鄧明亮;朱龍;王安平;劉煥淋
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079;H04B10/516;H04B10/548;H04B10/70
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本發明公開了一種光學輔助的寬帶微波瞬時頻率測量方法和裝置。激光器發出的連續光首先進入到載波抑制型單邊帶調制模塊中被接收到的待測射頻信號調制，產生的單個邊帶的光信號經過耦合器分成兩支路；上支路光邊帶進入到馬赫?曾德爾干涉儀，得到互補濾波的兩端口輸出；下支路光邊帶經聲光調制器后實現MHz到百MHz量級的光學頻移f_s；所述兩支路的輸出合并進入到兩低速光電探測器中，拍頻產生固定載頻為f_s的射頻信號；通過對比兩射頻信號的幅度得到幅度比較函數，從而推測待測微波信號的頻率。該方法避免了直流及低頻噪聲的干擾，且整個過程與光源功率和微波功率的變化無關，能在寬頻帶范圍內實現瞬時頻率測量。

技術領域

本發明涉及微波檢測、微波光子學、雷達領域，尤其是光學輔助的寬帶微波瞬時頻率測量技術。

背景技術

現代戰爭在某種程度上已然變為了電子戰爭，其中雷達發揮出了巨大的作用，如果能快速獲取敵方雷達發射的信號頻率參數，那么就能使其成為左右戰局勝負的關鍵因素之一。傳統的電子瞬時測頻接收機雖然能對持續時間長度在5ns甚至更短的信號進行瞬時頻率的測量(B.Zhang,X.Wang,and S.Pan,“Photonics-based instantaneous multi-parameter measurement of a linear frequency modulation microwave signal,”Journal of Lightwave Technology,vol.36,no.13,pp.2589–2596, 2018；M.Pagani etal.,“Low-error and broadband microwave frequency measurement in a siliconchip,”Optica,vol.2,pp.751–756,2015.)但是面對日益復雜的電磁環境，電子系統的帶寬瓶頸難以實現大帶寬的實時測量，不能滿足現代電子戰的需要。

憑借著大帶寬，低損耗，抗電磁干擾等優勢，微波光子技術的快速發展為接收機性能的提升提供了可能，近年來基于光子技術的瞬時測頻方案已成為研究熱點。典型的實現方案包括基于頻率-微波功率映射(C.Yang,W.Yu,and J.Liu,“Reconfigurableinstantaneous frequency measurement system based on a polarizationmultiplexing modulator”,IEEE Photonics Journal,vol.11,no.1,pp.1-11,2019.)或者頻率到光功率映射的原理(J.Li,L.Pei,T.G.Ning,J.J.Zheng,Y.J.Li, and R.S.He,“Measurement of instantaneous microwave frequency by optical power monitoringbased on polarization interference”,Journal of Lightwave Technology,vol.38,no.8,pp.2285-2291 2020.)。

但總的來說，頻率到微波功率映射方案需要高速的光電探測器，這使得系統的成本大大提高；而頻率到光功率映射方案通過直接分析得到的直流分量，難以避免直流及低頻噪聲干擾。為了避免直流及低頻噪聲干擾，得到響應速度快，結構簡單，低成本的系統，本發明公布了一種光學輔助的寬帶微波瞬時頻率測量方法和裝置。

發明內容

鑒于微波光子技術的顯著優勢，本發明旨在提供一種光學輔助的寬帶微波瞬時頻率測量和分析方法，這需要把雷達截獲的微波信號調制到光波上，通過一定的光路結構，產生一個僅與待測微波信號頻率有關的幅度比較函數，進而得到待測微波信號頻率，從而在寬帶范圍內實現高精度的瞬時頻率測量。

本發明的目的通過如下手段來實現。