[发明专利]基于变频技术的频率测量设备

权利要求书

1.一种基于变频技术的频率测量设备，包括：

激光源，用于提供经光功率分束后的第一光信号和第二光信号；

所述激光源，包括：窄线宽激光器，用于提供的光信号波长在1530nm～1610nm；以及光功率分束器，与所述窄线宽激光器相连，用于将光信号进行功率分束为第一光信号和第二光信号；

信号接收模块，用于接收复杂电磁环境下的待测信号并进行处理，输出第一待测电信号和第二待测电信号；

所述信号接收模块，包括：超宽带接收天线，用于接收复杂电磁环境下的待测信号；低噪声放大器，与超宽带接收天线相连，用于对待测信号进行功率放大；以及电功率分束器，与低噪声放大器相连，用于将待测信号功率分束，输出第一待测电信号及第二待测电信号；

微波源，用于产生稳定精确的微波信号；

变频模块，输入端与所述信号接收模块、微波源、以及激光源相连，用于将第二待测电信号和微波源信号调制到第二光信号的光域上并进行变频生成变频后电信号并输出；

所述变频模块，包括：第一电桥，与电功率分束器相连，用于对第二待测电信号进行功率分束，并且引入90°的相位差；第二电桥，与微波源相连，用于对微波信号进行功率分束，并且引入90°的相位差；直流源，用于提供稳定的直流偏置电压；双平行双驱动马赫曾德尔调制器，与光功率分束器、第一电桥、第二电桥相连、以及直流源相连，用于从光功率分束器接收第二光信号并进行调制生成调制后光信号；光功率放大器，与双平行双驱动马赫曾德尔调制器相连，用于对调制后光信号进行功率放大；光电探测器，与光功率放大器相连，用于对放大后的调制光信号进行光电转换生成变频电信号；以及低通滤波器，与光电探测器相连，用于对变频电信号进行滤波生成变频后电信号；所述双平行双驱动马赫曾德尔调制器，包括：主调制器、第一子调制器、以及第二子调制器；所述直流源包括相互独立的第一直流源、第二直流源、以及第三直流源；所述第一直流源，与所述第一子调制器相连，用于对第一子调制器进行直流偏置，使得第一子调制器工作在最小传输点，得到载波抑制双边带信号；所述第二直流源，与所述第二子调制器相连，用于对第二子调制器进行直流偏置，得到载波抑制双边带信号；所述第三直流源，与所述主调制器相连，用于主调制器进行直流偏置，使主调制器也工作在最小传输点，从而满足相位相消的条件；

电光调制模块，与所述信号接收模块、激光源、以及变频模块相连，将第一光信号分束成两路分别工作在相互垂直的偏振方向上的第三光信号和第四光信号，并将第一待测电信号调制到第三光信号的光域上输出第一调制后光信号，将变频后电信号调制到第四光信号的光域上输出第二调制后光信号；

所述电光调制模块，包括：偏振控制器，与光功率分束器相连，用于调整第一光信号的偏振方向；第一偏振分束器，与偏振控制器相连，用于将调整偏振方向后的第一光信号分束为两路分别工作在相互垂直的偏振方向上的第三光信号和第四光信号；第一相位调制器，与第一偏振分束器相连，用于将第一待测电信号调制到第三光信号的光域上输出第一调制后光信号；以及第二相位调制器，与第一偏振分束器及低通道滤波器相连，用于将变频后电信号调制到第四光信号的光域上输出第二调制后光信号；

微分模块，与所述电光调制模块相连，用于将第一调制后光信号和第二调制后光信号进行微分处理，输出第一耦合微分信号和第二耦合微分信号；

偏振分束模块，与微分模块相连，用于分别对第一耦合微分信号和第二耦合微分信号进行偏振解复用，将第一耦合微分信号中的工作在两个偏振方向上的第一调制后光信号和第二调制后光信号分开，输出待粗测量信号与待精测量信号；以及

测量模块，包括第一平衡探测器和第二平衡探测器，与所述偏振分束模块相连，将待粗测量信号输入第一平衡探测器，进行平衡探测得到粗测量结果；将待精测量信号输入第二平衡探测器进行平衡探测，并依粗测量结果调节微波源信号，得到精测量结果。

2.根据权利要求1所述的基于变频技术的频率测量设备，所述微分模块，包括：

第一光耦合器，与第一相位调制器和第二相位调制器相连，用于耦合第一调制后光信号和第二调制后光信号，并输出两路耦合后的信号；

光延时线，与第一光耦合器相连，用于对一路耦合后的信号进行延时；以及

第二光耦合器，与第一光耦合器和光延时线相连，用于将另一路耦合后的信号和延时后的信号再耦合，输出第一耦合微分信号和第二耦合微分信号。