一种光子型微波频率测量方法及装置

摘要

本发明公开了一种光子型微波频率测量方法及装置，方法为：在宽频带全频率测量范围进行低分辨率的频率测量，测得反应待测微波信号频段的反馈电压；在反馈电压的作用下，对待测微波信号进行高分辨率的频率测量；装置包括光信号产生器、耦合模块、载波抑制双边带调制模块、载波相移调制模块、第一耦合器、单模光纤、第二耦合器、两光探测器和功率比较及数模转换模块。本发明利用两测得的光载微波功率相除得到功率比较函数（ACF）与待测微波信号的频率f_e及光信号相移量φ之间的关系，并通过测量反馈电压改变光信号相移量φ，从而对待测微波频率进行局部频率高分辨率测量，实现了在宽频带全频率范围对待测微波信号进行高分辨率测量的目的。

主权项

一种光子型微波频率测量方法，其特征在于：包括如下步骤：A、在宽频带全频率测量范围进行低分辨率的频率测量，测得反应待测微波信号频段的反馈电压；B、在测得的反应待测微波信号频段的反馈电压的作用下，对待测微波信号进行高分辨率的频率测量；其中，步骤A分解为如下步骤：A1、提供一耦合模块，对两光信号进行耦合并分成两路子光信号，将待测微波信号调制在其中一路子光信号上，产生两组±1阶光边带；将另一路子光信号及一预先设定大小的初始反馈电压送入载波相移调制模块，该载波相移调制模块在初始反馈电压作用下对另一路子光信号进行相移调制；A2、提供第一耦合器，对载波抑制双边带调制模块输出的光信号及载波相移调制模块的输出信号进行耦合，并将耦合输出的光信号经过长度为L的单模光纤后送入一第二耦合器进行光信号分离，得到两路光载微波信号；A3、检测两路光载微波信号的功率，得到两光载微波功率P₁、P₂，且，$P\propto {\cos }^2({\mathrm{\pi D}}_1{\mathrm{L\lambda }}_1^2{f}_e^2/c+\phi )$$P_2\propto {\cos }^2({\mathrm{\pi D}}_2{\mathrm{L\lambda }}_2^2{f}_e^2/c+\phi )$对该两光载微波功率进行除法运算，得到功率比较函数为：$ACF={\cos }^2({\mathrm{\pi D}}_1{\mathrm{L\lambda }}_1^2{f}_e^2/c+\phi )/{\cos }^2({\mathrm{\pi D}}_2{\mathrm{L\lambda }}_2^2{f}_e^2/c+\phi )$其中，λ₁和λ₂为两光信号的波长，f_e为待测微波信号的频率，D₁是单模光纤对应光波长为λ₁的色散系数，D₂是单模光纤对应光波长为λ₂的色散系数，c为光在真空中的光速，φ为光信号相移量，其值为：φ＝π(V_反馈‑V₀)/V_π，V_反馈为反馈电压，V₀为φ等于0时的补偿电压，V_π是载波相移调制模块的半波电压；A4、将检测到的两光载微波功率输入一功率比较及数模转换模块，该功率比较及数模转换模块对接收的两光载微波功率进行比较，并经数模转换获得反应待测微波信号频段的反馈电压；步骤B分解为如下步骤：B1、将测得的反应待测微波信号频段的反馈电压代替初始反馈电压输入载波相移调制模块，重复上述步骤A1‑A3，测得两光载微波功率；B2、结合检测到的两光载微波功率、测得的反应待测微波信号频段的反馈电压、式φ＝π(V_反馈‑V₀)/V_π和功率比较函数计算待测微波信号的频率。