[发明专利]基于受激布里渊效应的多频率高精度微波光子测频方案

说明书

技术领域

本发明涉及微波检测技术领域，尤其是一种基于受激布里渊效应的多频率高精度频率测量。适用于解决对高频带多频率的未知微波信号进行精确测量。

背景技术

在现代电子对抗和微波检测领域中，微波频率检测技术是一项关键的技术，通过瞬时频率测量可以快速的定位未知信号的频段，从而辅助查明敌方电子设备信息，利于我方战略部署。由于电子瓶颈的限制，传统的电子测频很难实现宽频率的测量，且具有体积大、功耗高、易受电磁干扰等缺点。近年随着微波光子技术的发展，微波光子频率测量技术以其测量范围大、体积小、功耗低、抗电磁干扰等优点，逐渐成为研究的热点。

目前的微波光子测频技术主要分为三类：频率-功率映射、频率-空间映射、频率-时域映射。其中基于频率-功率映射的微波光子测量方案是将频率信息映射到线性的幅度比较函数上，实现频率与功率的一一对应，由于该方案数字信号处理简单、成本低，已经成为微波光子频率测量的主流技术。至今已经实现了的测频范围大于20GHz和测量分辨率小于200MHz的微波频率测量。

上述三种方案都只能针对单频率微波信号进行测量，其测量精度远小于与电子测频技术的精度。因此，基于受激布里渊效应的微波光子信号测频技术被提出，该方案实现了对多频率信号的测量，但是必须通过高成本地分析整个系统的微波传输函数来获得未知微波信号的频率值。为了克服已有方案的缺点，本发明提出了一种基于受激布里渊效应的高精度多频率微波测量方案。

发明内容

鉴于现有技术的以上缺点，本发明的目的是提供一种基于受激布里渊效应的多频率高精度微波光子测频方案，该方案结构简单，适合于多频率、高精度测量。通过调节该结构中不同参数值下受激布里渊效应的作用方式，将该测量方案分为多频率瞬时粗度测量和单频率逐步高精度测量两个步骤，实现了对探测信号的多频率高精度测量。

本发明的目的是基于如下分析和方案提出和实现的：

一种基于受激布里渊效应的多频率高精度微波光子测频方案，其特征在于：在包括单波长激光器(101)、双驱动马赫曾德尔调制器(102)、马赫曾德尔调制器(103)、光隔离器(105)、色散位移光纤(106)、光环形器(107)、光电探测器(108)、电处理单元(109)、参考微波源(104)的测频系统中，测频过程分为多频率瞬时粗度测量和单频率逐步精度测量(或误差测量)两步骤，分别利用受激布里渊效应中的不同现象来实现动态频率-功率映射和频率-相移映射,其具体过程为：

步骤1)多频率瞬时粗度测量：将未知探测信号加载在马赫曾德尔调制器上进行抑制载波的双边带调制，并作为受激布里渊效应中的泵浦光；将从零频开始以固定频率步长(f＝1/2△v_B,其中△v_B为受激布里渊增益谱全宽)移动的微波信号104(1)(nf,n＝1,2,3…)加载在双驱动马赫曾德尔调制器上进行不平衡双边带的调制(受激布里渊效应中的信号光)，形成移动的光频率梳来感应由受激布里渊效应产生的增益、损耗谱，通过检测输出信号光的功率变化情况，可以同时测得多频率未知探测信号的频率值(f_初次测量)；

步骤2)单频率逐步精度测量：未知探测信号经电处理单元后产生双边带信号作为泵浦光，一个已知的固定低频微波信号104(2)产生的单边带信号作为信号光；电处理单元(109)包括电混频器和电滤波器两个部分，将未知探测信号分别与步骤一中测得的频率值减去ν_B的参考频率信号进行混频，然后通过电滤波器将频率位于ν_B-1/4Δν_B(fv1)～ν_B+1/4Δν_B(fv2)[Hz]的频率分量(f_探测信号-f_初次测量+ν_B)滤出，其中ν_B为受激布里渊频移；检测信号光的相移量来分步地测量出未知探测信号中每个频率分量的误差值；

通过以上步骤实现精度<1MHz的多频率微波信号测量。