强度调制的微波频率测量Optisystem研究北大核心

微波频率测量系统旨在加强电子和反侦察作战中的截取和窃听能力。利用仿真软件Optisystem搭建了基于强度调制的微波频率测量系统,以同轴电缆作为传送射频信号的媒质,并分别根据同轴电缆的离散特性和输出端电压值的半周期摆动特性,得到输出直流电压与同轴电缆幅频响应的关系。仿真实现测量频程为0～12GHz,测量误差为0.6GHz,结果与系统设计要求基本一致。     

双偏振调制大范围高分辨率瞬时微波频率测量

微波频率测量是电子战系统的重要组成部分,电域频率测量方法存在系统体积大、功耗大、抗电磁干扰能力弱的问题,光辅助法频率测量存在大测量范围时低分辨率、高分辨率时小测量范围的问题。提出并实验验证了一种采用两个光偏振调制器的大范围高分辨率瞬时微波频率测量方法,该方法先在大范围低分辨率测量微波频率,再在小范围高分辨率测量微波频率。实验结果表明,该方法可在2.7~19.4GHz范围内实现瞬时测频,分辨率优于±0.14GHz。     

正弦相位调制位移干涉测量技术中调制频率的优化选择

针对正弦相位调制(SPM)干涉测量技术用于位移测量时,调制频率对干涉信号相位解调的影响,提出一种调制频率的优化选择依据.通过对干涉信号的频谱进行分析,发现当被测位移幅度较小时,较小的调制频率即可满足相位解调的要求;而当被测位移较大时,必须相应地增大调制频率,才能获得比较准确的测量结果.模拟计算以及实验结果表明,被测位移信号的幅度每增大四分之一测量光源波长,调制频率需要相应增大4倍于被测信号频率的大小,才能满足正弦相位调制位移干涉测量技术信号处理的需要.     

基于光子混频的微波频率测量技术

提出了一种基于光子混频的光子学微波频率测量方法。方法采用可调微波延时线控制射频(RF)通道与光通道之间延时,利用两个级联马赫曾德调制器(MZM)进行光子混频,进而建立微波频率与直流光功率之间关系。通过仿真与分析,合理设计RF通道与光通道之间延时,优化了系统频率测量范围。仿真结果表明,光通道延时与RF通道1的延时差Δτ1选取在15ps附近,两个RF通道之间延时差Δτ选择在20ps附近时,对于1~6GHz范围的频率测量较为合适。实验中,采用矢量网络分析仪对延时进行测量,得到Δτ1为17.7ps,Δτ为16.9ps。测试结果表明,在1~6GHz频率下,系统测量精度在±0.2GHz以内。系统的测量误差主要来自于矢量网络分析仪对相位测量的不确定度,以及激光器输出光功率的波动,通过采取相应的措施可以提高系统测量精度。本文方法为微波频率测量提供了一种低成本光子学解决手段。     

基于光子混频的微波频率测量技术

提出了一种基于光子混频的光子学微波频率测量 方法。方法采用可调微波延时线控制射频(RF)通道与光通道之间延时,利用两个级联马赫曾 德调制器(MZM)进行 光子混频,进而建立微波频率与直流光功率之间关系。通过仿真与分析,合理 设计RF通道与光通道之间 延时,优化了系统频率测量范围。仿真结果表明,光通道延时与RF通道1的延时 差Δτ₁选取在15ps附近,两个RF通 道之间延时差Δτ选择在20ps附近时,对于 1～6GHz范围的频率测量较为合适。实验中,采用矢量网络分析仪对延时进行 测量, 得到Δτ₁为17.7ps,Δτ为16. 9ps。测试结果表明,在1～6GHz频率下,系统测量精 度在±0.2GHz以内。系统的测量误差主要来自于矢量网络分析仪对 相位测量的不 确定度,以及激光器输出光功率的波动,通过采取相应的措施可以提高系统测量 精度。本文方法为微波频率测量提供了一种低成本光子学解决手段。     

激光二极管频率调制相位补偿

本文利用激光二极管频率可调特性，阐述了一种保持干涉光纤传感器在正交状态工作的方法。该技术被应用在马赫－泽德尔干涉仪的相位补偿结构中，有良好的效果，它的最小检测相位可达１．０５×１０－６ｒａｄ。     

用于微波测量的双相位调制技术

目前在精密微波衰减测量中,出现了一种双相位调制新技术。它使以前的调制副载波方法得到新的突破,从而导致一种自动精密衰减测量系统。本文分析双相位调制技术的基本原理,介绍一个按这种技术设计的自动精密衰减测量系统。     

基于偏振调制器和单模光纤的微波瞬时频率测量研究

提出了一种基于偏振调制器(PolM)实现微波信号 的瞬时频率测量(IFM)方法并进行了实验验证。它采用PolM同时实现相位调制和强度调制, 利用1个光源和1段单模光纤(SMF)保持光路中功率稳定,通 过光纤的色散将微波信 号频率映射到功率上,最后经过光电探测器(PD)探测并计算出两路电信号的功率比。这个功 率比一一对应于输入的微 波信号频率,最终能够测得所输入的微波信号频率。实验结果表明,它不仅可以实现1～12GHz宽带范围 内IFM,测量精度可以达到0.2GHz,而且能够同时保证 所测量的微波信号频率的系统误差小,稳定度好。     

基于相位-强度调制转换的光纤色散精确测量方法

在分析光纤色散导致的相位-强度调制转换的基础上,提出了一种利用电光相位调制的光纤色散扫频测量方法。方法的原理为光纤色散使相位调制信号获得附加相移并产生周期性衰落,从衰落曲线的特征性凹陷频率确定出光纤色散。实际运用中,由于凹陷频率附近的信号弱,因此噪声大且不稳定。为了解决这一问题,通过衰落曲线的多项式拟合,进一步提高凹陷频率和光纤色散的测量精度。实验中,对长光纤或者短光纤分别测试以验证本文方法对于不同色散的适应性。实验结果表明,本文方法的相对误差小于0.22%。使用矢量网络分析仪(VNA)和相位调制器进行测试,可工作于不同光波长,适用于测量不同种类的光纤的色散;并且可以利用简单的实验系统,实现光纤色散的大小和符号的测量。     

正确测量微波频率

测量通讯用的器件和产品,就必须测量频率:单频、多频、固定的和可变的频率。其中常有独立的或伴生的噪声和干扰。微波频带是指1GHz以上的频率。现代化仪器即使在设计上越来越复杂,也要把微波频率计测量过程尽量简单化。你需要测量的信号可能含有多种频率,有调制的和未知分量的信号。选用正确的,适合需要的仪器就应了解被测信号的两个特点和各种测量频率仪器的性能,下面就频率计数器和频谱分析     

基于采集相位的瞬时测频技术

介绍了通过采集接收信号的相位参数,利用对采集信号的相位参数进行双回路解调和选用高速率数字信号处理器(DSP)构成的瞬时测频技术,适用于雷达侦察测频系统。讨论了随机相位波动产生频率误差,给出了在测量频率范围内随机相位波动产生的频率误差的最大均方根值误差。     

相位调制微波光传输链路特性分析（特邀）

常规的微波光子系统采用强度调制方式实现微波信号的电光转换,由于调制器采用马赫-曾德尔干涉结构(MZI),系统性能不仅受到自身正弦响应特性的制约,而且需要进行偏置点控制,因此存在动态范围受限、系统控制复杂以及3 dB固有损耗带来的效率不足的问题,而采用相位调制可避免该问题。围绕相位调制光传输链路,为了完成相位调制信号的光电解调,文章提出采用薄膜滤波器通过边带抑制与边带选通两种方式实现相位调制到强度调制的转换,并分析了链路射频性能与器件参数之间的映射关系。实测对比了相位调制与常规强度调制链路之间的传输特性,通过分析可知,在相同链路配置条件下,相位调制链路具有更高的传输效率,而且光滤波带来的均衡作用,使得相位调制链路的3 dB带宽比强度调制链路大两倍。     

瞬时测频误差

瞬时测频技术是瞬时测频接收机的核心关键,对瞬时测频的误差产生原因进行了分析,并对误差来源进行了详细阐述,提出了能够减小误差的可行方案。     

双光频梳辅助的微波频率测量方法北大核心CSCD

为实现大频率范围内多微波频率的高精度即时测量,提出了一种基于双光频梳和法布里-珀罗滤波器(Fabry-Perot filter,FPF)的微波频率测量方案。将待测微波信号通过单边带调制加载在一路光频梳上进行频率复制,再将调制后的光信号通过一个法布里-珀罗滤波器进行信道分割。FPF的输出信号和另一路光频梳耦合后通过光解复用器实现信道化接收。通过设置合适的系统参数,可使得每个信道输出的拍频信号在同一窄带中频频段内。基于频率-光功率映射的原理,通过判断信号的存在性即可确定未知信号所处的频率段,实现信号频率的粗估计。通过对目标信道输出的微波信号进行采样、模数变换和信号处理可实现未知信号频率的高精度测量。通过实验仿真验证了所提方案的有效性,频率测量误差在±2.5 MHz内。     

一种比相法瞬时测频接收机的工程实现

射频信号经限幅、放大、功分后输出两路信号,其中一路通过特定长度的射频线进行延迟,再经延迟信号与另一路信号同时送达鉴相器进行正交鉴相,并输出鉴相后的sin和cos两路模拟信号。这两路信号是输入信号相位的函数,与输入信号的频率相关,经A/D转换器转换为数字量送到FPGA,并由FPGA进行判断、计算和编码,同时输出对应的频率编码,以实现测频功能。     

微波光子辅助的瞬时频率测量技术研究进展

微波光子辅助的瞬时频率测量(IFM系统具有高时间带宽积、低功率损耗、轻系统质量以及抗电磁干扰等巨大优势。对目前国内外研究的IFM系统按照频率-空间、频率-时间和频率-幅度三种映射方式进行分类介绍,主要归纳比较了具有频率-幅度映射关系的IFM系统,针对其中存在的测量范围和测量精度之间的互换(Tradeoff问题,进一步引申到研究高精度可调谐测量范围的IFM技术,并对目前相关领域的研究进行了追踪报道。     

基于Optisystem的微波光子测频技术

由于电子瓶颈对雷达信号处理的限制,微波光子技术的优势使其成为研究热点,微波光子测频技术的实现,需要将微波信号加载到光调制器上,通过一个光路结构,得到了一个幅度比较函数,这个函数仅与信号的频率相关,从而测出微波信号频率。文中分析了微波光子测频的原理,通过Optisystem环境对其进行验证。并对其测频精度和测频范围进行了分析。     

基于微波光子的射频信号功率测试方法

功率是微波信号的基本参数之一。传统的功率测量方法受限于同轴电缆传输损耗大、体积大等因素，难以适应分布式长距离组网应用。文章提出基于电光转换的微波功率测量方法，将微波功率测量转换为对光边带抑制比的测量。分别分析了采用相位调制和强度调制的电光转换方法时，微波功率与光边带抑制比之间的映射关系。实测对比了测量值与理论计算值之间的符合性。该方法经过电光转换后，可以采用光纤传输信号，进行长距离远拉测试，在分布式长距离组网中具有较好的应用前景。     

基于相位调制的大动态微波光子链路仿真研究

针对相位调制微波光链路线性解调困难的问题,开展了基于锁相环高线性相位解调方法的理论研究。建立了详细的链路模型,充分考虑噪声和非线性畸变的影响,推导得到了链路关键参数的变化趋势。同时结合实际链路器件参数,完成了链路关键参数的仿真研究。结果显示,基于锁相环,在200MHz的射频频率下,链路动态范围可达到127dB·Hz2/3,较传统强度调制方法提升近20dB,为大动态微波光子链路实验应用提供了一定的理论参考。     

基于瞬时频率的数字调制方式自动识别算法

数字通信信号调制方式的自动识别在军用和民用方面都极为重要。为了自动识别FSK2,FSK4,PSK2,PSK4四种数字信号的调制方式,提出一种新的瞬时频率提取方法,该方法不需要对相位进行去卷叠处理,也不需要实现码元同步,与现有方法相比,运算量显著减少,鲁棒性强,可用于实时处理中。在此基础上提出三个特征参数和一种基于判决理论的调制方式自动识别算法,给出识别算法的实现流程。计算机仿真结果表明,在信噪比为-3 dB时,识别算法的平均识别率大于等于99%,证明新的瞬时频率提取方法和调制方式自动识别算法是有效的,有望用于实际的非协作通信系统中信号的检测和快速识别。