基于相位調(diào)制的光子學瞬時微波頻率測量研究.pdf

1、瞬時頻率測量(IFM)技術(shù)是現(xiàn)代化電子戰(zhàn)的一項十分關(guān)鍵的技術(shù)。在電子對抗和其它軍事系統(tǒng)中，可以利用IFM迅速識別未知的雷達信號及突發(fā)通信信號頻率。
　　隨著信號速率的增加，傳統(tǒng)的電子處理系統(tǒng)存在非常嚴重的瓶頸，因此將光子技術(shù)引入微波頻率測量。微波光子頻率測量具有低損耗、寬帶寬、電磁干擾免疫、小型便攜等優(yōu)點，成為當前研究的熱點之一。
　　鑒于強度調(diào)制器的偏置漂移會引入較大的測量誤差，本文著重研究了基于相位調(diào)制的微波光子頻率測量

2、方案，基于多路色散光纖設計了一種改進的微波光子頻率測量方案，設計并實施了針對大信號調(diào)制情況的微波光子瞬時頻率測量方案。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)分析了電光相位調(diào)制器和強度調(diào)制器的結(jié)構(gòu)以及調(diào)制原理，對基于色散光纖實現(xiàn)PM-IM轉(zhuǎn)換的微波信號傳輸模型、微波頻率倍頻模型和上變頻模型進行了推導分析。
　　(2)基于色散所致微波功率衰減效應設計了一種微波光子瞬時頻率測量改進方案。方案中采用四路色散光纖的結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)生四個不同的功率衰

3、減函數(shù)，并對光纖長度進行合理的優(yōu)化組合。相較之前提出的基于兩路色散光纖的微波頻率測量方案，增大了測頻范圍并有效的解決了低頻段測頻精度不高的問題。通過軟件Optisystem對方案進行了仿真驗證，在3-24GHz的測頻范圍內(nèi)控制誤差在±0.2GHz之間。同時，對兩路色散光纖的微波頻率測量系統(tǒng)進行了仿真，在5-17.2GHz的測頻范圍內(nèi)得到±0.4GHz的誤差范圍。對比證明了改進方案在測頻范圍和測量精度上的優(yōu)化，與理論分析相吻合。
　

4、　(3)設計并實施了針對大信號調(diào)制的微波光子頻率測量方案，在大信號調(diào)制下，微波信號通過相位調(diào)制器加載到光載波上，之后相位調(diào)制信號等分為兩路，分別通過兩路長度不同的色散光纖，將PM調(diào)制轉(zhuǎn)換為IM調(diào)制，這樣PD輸出的一階諧波(FOH)和直流分量(DC)可以分別測量，在微波頻率與功率比之間建立關(guān)系，在此過程中，大信號調(diào)制產(chǎn)生的較大的調(diào)制指數(shù)可以相比完全消除掉，由此實現(xiàn)了大信號調(diào)制下的微波光子IFM。從理論上給出了該方案的原理及可行性分析，并通