[发明专利]一种光子型微波频率测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波频率测量方法，特别是涉及一种能够实现宽频带全频率范围高分辨率测量的光子型微波频率测量方法及装置。

背景技术

微波频率测量是电子战和通信等领域的一项重要技术，传统采用电域测量方法进行微波频率测量，但其存在体积大、耗电严重、抗电磁干扰能力差、测量频带受限等缺点。近年来，光子学与微波学相结合而产生的微波光子技术为微波频率测量提供了良好的手段，其具有小体积、低功耗、低损耗、抗电磁干扰能力强、测量频带宽等优势，因而采用光子方法瞬时测量微波频率成为研究热点。

目前，光子型瞬时微波信号频率测量主要有如下三类方法：

第一，采用多光通道法测量微波频率。该类方法通常采用下列元件构造：光波导阵列、自由空间衍射光栅、布拉格光栅阵列、集成布拉格光栅FP标准具（F.A.Volkening,Photonic channelized RF receiver employing dense wavelength division multiplexing,U.S.patent7245833B1,July17,2007）。这些方案的工作原理大致相同：在小信号调制下，光调制边带与光载波在频域上的差距即为待测微波信号频率。通过检测光调制边带与光载波的差距即可测得待测微波信号频率。该方法可大致测量出待测微波信号的频段（比如分辨率为2GHz），但存在测量范围不够宽、测量分辨率较低的缺点。

第二，采用频率-微波功率映射法测量微波频率。根据色散导致的微波功率衰减效应，建立基于两个不同的衰减效应的频率-微波功率映射关系。以两个载波波长引入两个不同微波功率衰减效应，进而对比得到功率比较函数，该功率比较函数建立了频率和微波功率之间的关联，同时消除了微波功率的影响，由此用查表法估测输入信号频率。该方法具有频率测量范围较宽（比如2-20GHz）、在特定小频率范围内（比如3GHz）测量分辨率较高的优点，但存在全测量范围分辨率较低的缺点。

第三，采用微波-光功率映射法测量微波频率。该法采用梳状滤波器、光纤光栅，以光信号为载波、待测微波信号为调制信号在双边带-载波抑制调制下，经滤波后，并检测比对两路光功率，从光功率比值中反解得到待测微波频率。该方法同样具有频率测量范围较宽（比如2-20GHz）、在特定小频率范围内（比如3GHz）测量分辨率较高的优点，但存在全测量范围分辨率较低的缺点。

上述三类光子法微波频率测量方法均存在全频率测量范围分辨率较低的缺点。为解决上述缺陷，本发明提出一种基于光子微波功率检测的宽频带全频率测量范围高分辨率的频率测量方法及装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种光子型微波频率测量方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光子型微波频率测量方法，包括如下步骤：

A、在宽频带全频率测量范围进行低分辨率的频率测量，测得反应待测微波信号频段的反馈电压；

B、在测得的反应待测微波信号频段的反馈电压的作用下，对待测微波信号进行高分辨率的频率测量；

其中，步骤A分解为如下步骤：

A1、提供一耦合模块，对两光信号进行耦合并分成两路子光信号，将待测微波信号调制在其中一路子光信号上，产生两组±1阶光边带；将另一路子光信号及一预先设定大小的初始反馈电压送入载波相移调制模块，该载波相移调制模块在初始反馈电压作用下对另一路子光信号进行相移调制；

A2、提供第一耦合器，对光载微波及载波相移调制模块的输出信号进行耦合，并将耦合输出的光信号经过长度为L的单模光纤后送入一第二耦合器进行光信号分离，得到两路光载微波信号；

A3、检测两路光载微波信号的功率，得到两光载微波功率P₁、P₂，且，