[发明专利]一种基于光子辅助的微波频率测量方法与装置

权利要求书

1.一种基于光子辅助的微波频率测量方法，其特征在于，包括：

激光器输出的光载波分为第一路光载波和第二路光载波，所述第一路光载波经过第一相位调制器时，加载待测的微波信号，形成第一相位调制光信号，通过线性光滤波器对所述第一相位调制光进行线性幅值整型，形成幅值与频率具有线性映射关系的幅值线性整型光信号；

所述第二路光载波经过第二相位调制器，在本振源的配合下，加入本振信号，形成第二相位调制光信号；

所述第二相位调制光信号分为两分支，第一分支第二相位调制光信号先经过左带通滤波器进行左带通滤波得到左边带相位调制信号，再通过第一光移频器得到第一光移频信号；

第二分支第二相位调制光信号先经过右带通光滤波器进行右带通滤波得到右边带相位调制信号，再经过第二光移频器得到第二光移频信号；

将所述幅值线性整型光信号、所述第一光移频信号和所述第二光移频信号进行合束，合束后再经过低速光电探测器光电转换为电信号，然后利用频谱分析模块对电信号进行分析，得到第一光移频信号和第二光移频信号的幅值之比，最后通过线性光滤波器的线性映射关系获得待测微波信号的频率。

2.根据权利要求1所述的一种基于光子辅助的微波频率测量方法，其特征在于，在形成幅值与频率具有线性映射关系的幅值线性整型光信号步骤中，其幅值线性整型光信号的公式如下：

其中，f₀为光载波的频率，A_s为第一路光载波的幅值，f_m为待测微波信号的频率，m_s对应于所述第一相位调制器的调制系数，t为时间。

3.根据权利要求2所述的一种基于光子辅助的微波频率测量方法，其特征在于，所述第一光移频信号的公式如下：

其中，A_r1为第二路光载波的上臂光幅值，m_r为第二相位调制器的调制系数，f₁为所述第一光移频器的移频频率，所述f_n为本振信号的频率。

4.根据权利要求3所述的一种基于光子辅助的微波频率测量方法，其特征在于，所述第二光移频信号的公式如下：

其中，A_r2为第二路光载波的下臂光幅值，m_r为第二相位调制器的调制系数，f₂为所述第二光移频器的移频频率，所述f_n为本振信号的频率。

5.根据权利要求4所述的一种基于光子辅助的微波频率测量方法，其特征在于，所述电信号的公式如下：

6.根据权利要求5所述的一种基于光子辅助的微波频率测量方法，其特征在于，所述第一光移频信号和第二光移频信号的幅值之比的公式如下：

其中，A(f_l)和A(f_r)分别为第一光移频信号和第二光移频信号的幅值，H(f)表示线性映射关系。

7.根据权利要求4所述的一种基于光子辅助的微波频率测量方法，其特征在于，所述f₁、f₂均为低频频率。

8.根据权利要求4所述的一种基于光子辅助的微波频率测量方法，其特征在于，对于多频率测量时，每一个待测频率对应于两个低频边带信号，两个低频边带信号的频差为第一光移频器移频频率与第二光移频器移频频率之和。

9.一种基于光子辅助的微波频率测量装置，其特征在于，包括：激光器、第一相位调制器、线性光滤波器、第二相位调制器、左带通光滤波器、第一光移频器、右带通光滤波器、第二光移频器、低速光电探测器、本振源和频谱分析模块；

其中，所述激光器分别与第一相位调制器和第二相位调制器相连，将光载波分别输入第一相位调制器和第二相位调制器；

所述第一相位调制器连接至线性光滤波器，所述第二相位调制器分别连接至左带通光滤波器和右带通光滤波器，所述左带通光滤波器连接至第一光移频器，所述右带通光滤波器连接至第二光滤波器，所述线性光滤波器、第一光移频器和第二光移频器都连接至低速光电探测器，所述光电探测器最后连接至频谱分析模块，所述本振源连接在第二相位调制器上。