[发明专利]一种基于光子技术的微波信号类型和频率检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及微波接收与检测、微波光子学、光子技术等领域，尤其是光子技术型微波检测与分析技术。

背景技术

微波信号参数的检测和分析，诸如频率(或载波频率)、幅度、信号类型、调制制式、到达方向等参数的检测和分析，是电子战、雷达、民用通信等领域中不可或缺的关键技术。随着微波频段和带宽的不断扩展和微波信号密度的日益增大，以大瞬时带宽、宽覆盖范围、强抗电磁干扰性能为特征的检测和分析方法和装置亟待解决。因而，以光子技术实施微波信号检测和分析逐渐被提上日程，它们在解决宽带瞬时性能、覆盖范围、电磁干扰等问题方面有着显著优势。

目前，基于光子技术的微波频率检测成为了关注的焦点，但是它们集中在连续型微波信号的频率测量上(比如：H.Chi，X.Zou，and J.Yao，“An approach to the measurement of microwave frequency based on optical power monitoring，”IEEE Photonics Technology Letters，vol.20，no.14，pp.1249-1251，2008；L.A.Bui，M.D.Pelusi，T.D.Vo，N.Sarkhosh，H.Emami，B.J.Eggleton，and A.Mitchell，“Instantaneous frequency measurement system using optical mixing in highly nonlinear fiber，”Optics Express，vol.17，no.25，pp.22983-22991，2009.)、或者是不区分信号类型(连续型、脉冲型)实施频率检测(X.Zou，S.Pan，and J.P.Yao，“Instantaneous microwave frequency measurement with improved measurement range and resolution based on simultaneous phase modulation and intensity modulation，”Journal of Lightwave Technology，vol.27，no.23，pp.5314-5320，2009)。然而，同时对信号类型、频率进行检测可以获取更多的参数信息，在科研和实践应用中更为人们所期待。类似的需求在基于电子技术的方案中(J.B.Y.Tsui and G.H.Schrick，“Instantaneous frequency(IFM)receiver with capability to seprate cw and pulsed signals，”US patent：4194206，1980)已有初步的体现，但它不具备光子技术型方案所拥有的大瞬时带宽、宽覆盖范围、强抗电磁干扰性能等优势。

为基于光子技术同时实现连续型、脉冲型微波信号类型及频率的检测，本发明公布了一种新颖方法及装置。

发明内容

鉴于以上陈述的已有方案在微波参数同时检测、或者检测带宽上的不足，本发明旨在提供一种具有大瞬时带宽的光子技术型检测方法及装置，同时实施信号类型、载波频率的检测。

本发明的目的通过如下手段来实现。

一种基于光子技术的微波信号类型和频率检测方法，同时检测出待测微波信号的类型和频率，其特征在于，待测的连续型或脉冲型微波信号加载到两个不同波长的连续激光信号上，然后分成含有相对时延的时延支路和不含相对时延的参考支路；在所述的时延支路，先在两个光信号之间引入相对时延，经光学混频后，选取斯托克斯光或者反斯托克斯光进行探测；在所述的参考支路，两个光信号直接进行光学混频，选取斯托克斯光或者反斯托克斯光进行探测；然后时延支路、参考支路的输出经光电转换后进行电路处理，得到标识信号类型和表征载波频率的两个输出。

本发明的目的还在于，为上述方法提供一种予以实现的装置。该装置包含：两个连续激光光源、加载待测微波信号的电光调制器，电光调制器的出口光路上设置含有相对时延的时延支路和不含相对时延的参考支路；在时延支路上设置有时延元件、掺铒光纤放大器、光学混频元件、光滤波器、低速光探测器；在参考支路上设置有掺铒光纤放大器、光学混频元件、光滤波器、低速光探测器；时延支路和参考支路的输出与类型分辨及频率测量的电路模块相连。在电路处理模块中，提取两支路中直流分量进行除法运算，获得载波频率值；提取交流分量，作为连续型、连续型信号的标识，从而实现了信号类型、载波频率的同时检测。