[发明专利]一种基于机器学习的微波频率测量系统与方法

说明书

本公开提供了一种微波频率测量系统包括：幅度测量模块，用于将待测微波信号调制在连续宽谱光波信号上，生成调制信号，以及，将所述调制信号分为上路调制信号和下路调制信号，分别引入第一延时和第二延时后，转换为第一电信号与第二电信号；频率测量模块，用于计算所述第一电信号与所述第二电信号的功率比较值，基于预设的功率比较值与微波信号频率之间的映射关系，得到所述待测微波信号的频率。本公开通过构建功率比较值去除难以测量的参量并抑制共模噪声，通过机器学习算法抑制预设的功率比较函数中的差模噪声，提高频率测量的精度。

技术领域

本公开涉及微波光子技术领域，更具体地，涉及一种基于机器学习的可重构微波频率测量装置与方法。

背景技术

近年来，随着微波光子技术的发展，微波频率测量系统获得了广泛的研究和关注。该系统在雷达、通信和电子战领域具有广泛的应用。

微波频率测量系统的原理为将待测微波频率映射为微波频率测量装置中较为容易测量的参量，依靠频率-可测量参量的映射关系，得到微波信号的频率。

以频率-功率映射为基础的微波频率测量系统是将微波信号的频率信息映射为微波信号的功率信息。但是，在系统实际应用过程中，待测微波信号的功率抖动会产生共模噪声，影响测量的精度。同时，在待测微波信号在系统内传输的过程中因光链路抖动还会产生差模噪声。因此，搭建一个能够同时抑制共模噪声和差模噪声的微波频率测量系统就显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种微波频率测量系统，包括：一种微波频率测量系统，包括：幅度测量模块，用于将待测微波信号调制在连续宽谱光波信号上，生成调制信号，以及，将所述调制信号分为上路调制信号和下路调制信号，分别引入第一延时和第二延时后，转换为第一电信号与第二电信号；频率测量模块，用于计算所述第一电信号与所述第二电信号的功率比较值，基于预设的功率比较值与微波信号频率之间的映射关系，得到所述待测微波信号的频率。

可选地，系统还包括功率比较函数训练模块，用于构建功率比较函数，所述功率比较训练模块包括：获取模块，用于获取多组所述第一电信号与所述第二电信号的训练数据，针对每组所述训练数据，计算所述训练数据两两之间的功率比较值，得到多个微波信号频率和相对应的所述功率比较值；其中，所述训练数据通过将多个已知频率的微波信号输入幅度测量模块得到；函数优化模块，用于基于多个所述微波信号频率和相对应的所述功率比较值，利用机器学习算法拟合得到的功率比较函数。

可选地，幅度测量模块包括：光源模块，用于提供连续宽谱光波信号；待测微波信号调制模块，用于将所述待测微波信号调制在所述宽谱光波信号上，生成调制信号；延时引入模块，用于将所述调制信号分为所述上路调制信号和所述下路调制信号，并分别引入不同的延时；光电转换模块，用于将所述上路调制信号和所述下路调制信号转为所述第一电信号和所述第二电信号。

可选地，延时引入模块包括：第二偏振控制器，用于调整所述调制信号的偏振态与偏振分复用模拟器的主轴对准；偏振分复用模拟器，用于将所述调制信号引入所述第一延时；光耦合器，用于将所述调制信号分为上路调制信号与下路调制信号；第一起偏器，用于将上路调制信号的偏振态进行偏振合束；第三偏振控制器，用于调整下路调制信号的偏振态与保偏光纤主轴对准；保偏光纤，用于将所述下路调制信号引入所述第二延时；第二起偏器，用于将所述下路调制信号的偏振态进行偏振合束；第一光环形器，用于将所述上路调制信号注入色散元件，同时将所述色散元件输出的所述下路调制信号注入第一光电探测单元；色散元件，用于对所述上路调制信号和所述下路调制信号的不同频率成分引入延时，从而构造连续时间冲击响应；第二光环形器，用于将所述下路调制信号注入所述色散元件，同时将所述色散元件输出的所述上路调制信号注入第二光电探测单元。

可选地，偏振复用模拟器包括，第二偏振分束器、反射镜组和第二偏振合束器；其中，通过调节所述反射镜组的位置，以调节所述第一延时。