[發明專利]一種基于射頻響應互補的光子輔助瞬時測頻裝置及方法

在審

• 申請號: 202211044009.3
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115459862A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 李悰;張建明;康玉勝;王進軍;沈小川
• 申請（專利權）人: 武漢濱湖電子有限責任公司
• 主分類號: H04B17/10
• 分類號: H04B17/10;H04B17/15;H04B10/70;H04L27/04;H04L27/20;H04L27/36
• 代理公司: 武漢強知知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42303
• 代理人: 張煒平

本發明涉及電子偵察技術領域，特別涉及一種基于射頻響應互補的光子輔助瞬時測頻裝置及方法。本發明中激光器發射的激光經保偏耦合器后分為2路，一路光經相位調制器后通過第一馬赫?曾德爾干涉儀與第一光電探測器連接，另一路光經強度調制器后通過第二馬赫?曾德爾干涉儀與第二光電探測器連接，第一光電探測器和第二光電探測器與信號處理模塊連接，其中兩個馬赫?曾德爾干涉儀的差分延時均為τ。本發明具有系統簡單、測頻精度高等特點。

技術領域

本發明涉及電子偵察技術領域，特別涉及一種基于射頻響應互補的光子輔助瞬時測頻裝置及方法。

背景技術

瞬時測頻是現代電子戰中的一種重要技術，可滿足電子戰支援系統對高截獲概率、大瞬時帶寬和脈沖快速測量的需求。面對日益復雜的電磁環境，特別是高頻、大帶寬信號頻率測量，傳統的基于電子學方法的瞬時測頻接收機由于自身瓶頸，面臨極大的挑戰。基于光子輔助的瞬時測頻技術因其具有大帶寬、低損耗、小尺寸、輕重量和抗電磁干擾等優勢而備受青睞。

光子輔助瞬時測頻的基本思想是將截獲的射頻(RF)信號調制到光波上，通過一定的光學處理手段構造一個與待測信號頻率有關的函數映射關系，從而反演出信號頻率。如使用馬赫-曾德爾強度調制(MZM)鏈路檢測2個不同光載波輸出的功率、采用光學載波抑制強度調制(OCS-IM)比較傳輸響應的輸出端幅度和頻率之間的關系、利用半導體放大器(SOA)的非線性效應獲得載波頻率與SOA混頻效應的關系、引入色散到強度調制(IM)鏈路和雙驅動馬赫-曾德爾強度調制(DP-MZM)鏈路后通過比較2路信號的幅度、利用相位調制(ΦM)鏈路載波經歷色散介質后信號功率與頻率的映射關系、基于普通強度調制鏈路的偏振延時干涉和DP-MZM鏈路的偏振復用、使用非均勻光頻梳通過檢測拍頻信號強度，以及利用相位調制和強度調制載波經色散介質后具有射頻響應互補的特性來進行實現瞬時測頻等。其中利用射頻響應互補方法因其具備較高的測頻靈敏度尤具吸引力。

在已知的文獻報道中，為了構建這種互補響應，需要利用較長的光纖來形成色散，從而使系統變得復雜、抵抗環境變化能力差。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于射頻響應互補的光子輔助瞬時測頻裝置及方法。本發明利用兩路相同的馬赫-曾德爾干涉儀，從而減少環境變化對測量精度的影響，提高環境適應能力。

本發明的技術方案是：一種基于射頻響應互補的光子輔助瞬時測頻裝置，包括激光器、保偏耦合器、1×2功分器、相位調制器、強度調制器、偏壓控制板、馬赫-曾德爾干涉儀、光纖、光電探測器和信號處理模塊，其特征在于：1×2功分器的電輸入接口與待測信號相連；1×2功分器的電輸出接口分別與相位調制器和強度調制器的射頻輸入接口相連；偏壓控制板與強度調制器的偏壓接口相連用于控制其偏置點；激光器的輸出與保偏耦合器的輸入相連；保偏耦合器的輸出分別與相位調制器和強度調制器的光輸入端相連，一路光經相位調制器后產生相位調制光通過第一馬赫-曾德爾干涉儀后與第一光電探測器連接，另一路光經強度調制器后產生強度調制光通過第二馬赫-曾德爾干涉儀后與第二光電探測器連接，第一光電探測器和第二光電探測器與信號處理模塊連接，其中兩個馬赫-曾德爾干涉儀的差分延時相同

根據權利要求1所述的一種基于射頻響應互補的光子輔助瞬時測頻裝置，其特征在于：信號處理模塊根據公式計算待測信號頻率f，其中P_rf1和P_rf2分別為第一路光電探測器和第二路光電探測器輸出的電信號強度，τ為第一馬赫-曾德爾干涉儀和第二馬赫-曾德爾干涉儀的差分延時參數，A為已知常數。

根據權利要求1所述的一種基于射頻響應互補的光子輔助瞬時測頻裝置，其特征在于：第一光電探測器和第二光電探測器參數性能相同。

本發明還公開了一種基于射頻響應互補的光子輔助瞬時測頻方法，包括以下步驟：其特征在于：

步驟一、激光器發射出一束激光入射到保偏耦合器；