[发明专利]频谱侦测系统

说明书

一种频谱侦测系统，包括扫频光源、相位调制器、光滤波器、光电探测器、功分器、电放大器、合路器、电滤波器和示波器；其中，扫频光源、相位调制器、光滤波器、光电探测器和电放大器一起构成环形的光电振荡器谐振腔；当满足傅里叶域锁模条件时，光电振荡器谐振腔能够产生宽带可调的扫频信号。本发明将待测信号耦合到傅里叶域锁模光电振荡器中，待测信号在环路中和光电振荡器内震荡信号拍频，经电滤波器滤波后通过示波器观测输出信号的时域波形。利用傅里叶域锁模光电振荡器实现的待测信号频率到时间的映射，通过示波器观测到的波形的出现时间，可得到待测信号的频率信息。

技术领域

本发明涉及微波光子学技术领域，具体涉及一种频谱侦测系统。

背景技术

在雷达和其他电子战系统中，对截获到的未知微波信号的高精度测量能力是至关重要的。现代电子学技术可实现高精度的频率侦测，但待测信号的频率可能分布在较宽的频带内，而采用纯电子学的方法测量时频带宽度是有限的，且测量时易受电磁干扰。

采用光子学的方法可以避免电子学技术的上述弊端。在原理上，基于光子学的微波信号频率侦测方案大体上可分为三类，即基于光子学信道化技术、基于频率到功率的映射和基于频率到时间的映射。基于光子学信道化技术可实现大带宽的频率测量，但其测频误差非常大，通常大于1GHz，这不能满足大部分电子战系统的应用需求；基于频率到功率的映射的方法可实现相对更高精度的频率侦测，但是该方法只能对单一频率的微波信号实施侦测，不能同时实现多个点频信号的侦测，因此其应用是受限的。而基于频率到时间映射的方法可实现多点频信号的侦测，但同时该方法的频率分辨率受限于系统中光学时间门的精度，大约在几百个MHz量级。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的主要目的在于提供一种频谱侦测系统，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，本发明提出了一种频谱侦测系统，包括：扫频光源、相位调制器、光滤波器、光电探测器、功分器、电放大器、合路器、电滤波器和示波器；

其中，扫频光源、相位调制器、光滤波器、光纤、光电探测器和电放大器一起构成一环形的光电振荡器谐振腔，所述光电振荡器谐振腔配置为当满足傅里叶域锁模条件时，能够产生带宽和中心频率可调的扫频信号；

所述合路器配置为输入待测信号，将该待测信号与光电振荡器自激振荡产生的扫频信号合路后一起输入到相位调制器的电信号输入端；所述相位调制器用于将合路后电信号调制到扫频光源发出的扫频光信号上，输出双边带相位调制的光信号；所述光滤波器选择性的衰减或放大双边带的一个边带；所述光电探测器用于探测经光滤波器滤波后的信号；

光电探测器、功分器、电放大器、合路器、相位调制器之间通过电缆连接；所述功分器、电滤波器、示波器之间通过电缆连接。

在进一步的实施方案中，所述扫频光源是电流驱动的扫频半导体激光器，或基于单边带调制的扫频光源，其发光波长配置为周期性的变化。

在进一步的实施方案中，光滤波器陷波光滤波器，或基于受激布里渊散射效应增益谱的光滤波器。

在进一步的实施方案中，微波光子滤波器的扫频周期与信号在光电振荡器环路中传输一周的延时相匹配，满足如下傅里叶域锁模条件：

nT＝T_r；

其中，n是正整数，T是微波光子滤波器的变化周期，T_r是信号在光电振荡器环路中传输一周的延时。

在进一步的实施方案中，频谱侦测系统配置为通过改变扫频信号、待测信号和电滤波器的频率的大小关系来实现不同频率测量范围的频谱侦测。

在进一步的实施方案中，频谱侦测系统中还包括偏振控制器，用于控制光信号的偏振态。

在进一步的实施方案中，频谱侦测系统中还包括光放大器或电放大器，用于对信号进行放大。