基于相位調(diào)制的光子學(xué)瞬時(shí)微波頻率測(cè)量研究.pdf

1、瞬時(shí)頻率測(cè)量(IFM)技術(shù)是現(xiàn)代化電子戰(zhàn)的一項(xiàng)十分關(guān)鍵的技術(shù)。在電子對(duì)抗和其它軍事系統(tǒng)中，可以利用IFM迅速識(shí)別未知的雷達(dá)信號(hào)及突發(fā)通信信號(hào)頻率。
　　隨著信號(hào)速率的增加，傳統(tǒng)的電子處理系統(tǒng)存在非常嚴(yán)重的瓶頸，因此將光子技術(shù)引入微波頻率測(cè)量。微波光子頻率測(cè)量具有低損耗、寬帶寬、電磁干擾免疫、小型便攜等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。
　　鑒于強(qiáng)度調(diào)制器的偏置漂移會(huì)引入較大的測(cè)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(cè)量

2、方案，基于多路色散光纖設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的微波光子頻率測(cè)量方案，設(shè)計(jì)并實(shí)施了針對(duì)大信號(hào)調(diào)制情況的微波光子瞬時(shí)頻率測(cè)量方案。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)分析了電光相位調(diào)制器和強(qiáng)度調(diào)制器的結(jié)構(gòu)以及調(diào)制原理，對(duì)基于色散光纖實(shí)現(xiàn)PM-IM轉(zhuǎn)換的微波信號(hào)傳輸模型、微波頻率倍頻模型和上變頻模型進(jìn)行了推導(dǎo)分析。
　　(2)基于色散所致微波功率衰減效應(yīng)設(shè)計(jì)了一種微波光子瞬時(shí)頻率測(cè)量改進(jìn)方案。方案中采用四路色散光纖的結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)生四個(gè)不同的功率衰

3、減函數(shù)，并對(duì)光纖長(zhǎng)度進(jìn)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(cè)量方案，增大了測(cè)頻范圍并有效的解決了低頻段測(cè)頻精度不高的問(wèn)題。通過(guò)軟件Optisystem對(duì)方案進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，在3-24GHz的測(cè)頻范圍內(nèi)控制誤差在±0.2GHz之間。同時(shí)，對(duì)兩路色散光纖的微波頻率測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，在5-17.2GHz的測(cè)頻范圍內(nèi)得到±0.4GHz的誤差范圍。對(duì)比證明了改進(jìn)方案在測(cè)頻范圍和測(cè)量精度上的優(yōu)化，與理論分析相吻合。
　

4、　(3)設(shè)計(jì)并實(shí)施了針對(duì)大信號(hào)調(diào)制的微波光子頻率測(cè)量方案，在大信號(hào)調(diào)制下，微波信號(hào)通過(guò)相位調(diào)制器加載到光載波上，之后相位調(diào)制信號(hào)等分為兩路，分別通過(guò)兩路長(zhǎng)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(cè)量，在微波頻率與功率比之間建立關(guān)系，在此過(guò)程中，大信號(hào)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(shí)現(xiàn)了大信號(hào)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