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。     

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。     

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。     

相位调制的瞬时微波频率测量的Optisystem仿真研究

通过对基于相位调制的瞬时微波频率测量系统结构的分析,在Optisystem仿真软件平台上进行了详细的结构仿真和器件参数设定值分析。通过根据输入的不同载波波长得到的分段测量结果值,在总测量频程6～18GHz范围内,最低精度可达到0.1GHz,使得到的测量频率值相对于特定频段更具有代表性。通过检测输出端功率比,求得待测频率,实现了测量频程在6～11GHz时,测量精度总体约为0.5GHz;测量频程在11～15GHz时,测量精度总体约为0.2GHz;测量频程在15～18GHz时,测量精度总体约为0.1GHz。     

基于光子学的微波信号频率测量研究进展

微波频率测量是电子侦察中的重要内容,随着雷达电子战的发展,微波工作频率不断攀升,电域的测频方案由于测量带宽的限制,无法满足电子侦察的发展需求。利用微波光子技术实现频率测量的系统具有瞬时带宽大、低损耗、抗电磁干扰等特点,能克服电子领域在微波频率测量中所面临的瓶颈问题。根据目前基于光子学的微波信号频率测量方案,从瞬时频率测量、光子辅助微波信道化、多频测量、基于光子模数转换技术、光子压缩感知技术5种不同类型的测频原理展开了介绍和分析,并对基于集成光学的微波信号频率测量技术进行了探讨。在微波信号频率测量技术的发展中,基于光子学的测量方法具有广阔的应用前景。     

几种高功率微波频率诊断方法

本文介绍了诊断高功率微波频率的滤波法、外差法的原理及其装置的设计、性能和应用结果。分析比较表明，这三种方法及装置各有其特点和适用范围，应用中应根据实际需要选择其中一种或几种相互对比验证。     

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。     

微波光子循环移频实现大带宽高精度射频频率测量

文中采用微波光子循环移频的方法实现了高精度、超宽带、多频率成分射频信号频率的测量,采用傅里叶变换的方法来提高频率测量精度。同时采取了精确控制脉冲时间的方法来抑制循环移频过程中的波形失真并提高测量系统的信噪比。实验结果表明,在0.25 GHz～50 GHz频率测量精度优于1 MHz,并可实现对多个频率成分的同时测量,且可以通过提高环路延迟时间与进行ADC校准来进一步提高频率测量精度。     

利用游标效应提高微波光子学扫描式频率测量效率

受激布里渊散射效应被广泛用于微波光子学频率测量中,然而该效应的测频系统存在扫描时间长、响应速度慢的问题,为了提高该系统的扫描效率,提出了基于频率梳泵浦和游标效应的改进方案。阐述了此方案的测频原理和改进机制,并进行了理论分析和仿真验证。改进后的系统在频率测量精度100 MHz、系统带宽50 GHz时,扫描次数降低为原来的7%,在相同精度和扫描次数下,带宽更大,表明新方案的系统性能得到了大幅提升。     

一种利用双路相移布拉格光栅的快速微波频率测量方案

采用相移布拉格光栅设计了一种快速微波频率测量方案。通过在上下两支路配置具有不同陷波频率的相移布拉格光栅,再分别与激光源、相位调制器进行融合处理,利用光电探测器输出功率比与待测微波信号频率之间的映射关系建立幅度比较函数,进而实现微波频率测量。理论分析和仿真结果表明,通过调节激光源的载波频率,可改变微波频率的测量范围和测量精度;再结合大范围低精度频率测量和小范围高精度频率测量的两步测量法,可实现高精度的微波频率测量。该方案具有结构简单、测量精度高等优点。     

脉冲微波场测量

分析阐述了ＨＰＭ辐照效应中脉冲辐射功率的测量方法，建立了脉冲辐射功率测量系统，为微波辐照效应研究提供了必需的数据。     

基于单光路偏振复用的微波瞬时频率测量方案

提出一种基于单光路偏振复用技术的微波瞬时频率测量方案.该方案仅需要一个双偏振-双驱动的马赫-曾德尔调制器来提供受激布里渊散射所需的泵浦光与探测光.与现有的双路布里渊散射方案相比,本方案结构简单,系统体积明显减小,泵浦光与探测光干涉稳定且可控,且系统的稳定性增强了.待测微波信号经过载波抑制双边带调制后作为泵浦光,扫频探测信号经过相位调制后作为探测光,利用受激布里渊散射效应实现从相位调制到强度调制的转换.通过建立扫描频率与输出光功率的映射关系,实现了微波信号瞬时频率测量.此外,建立了理论模型和仿真模型来分析泵浦光波长抖动、直流偏置点漂移、电移相器相位漂移,以及泵浦光、探测光偏振状态偏移对频率测量精度的影响.研究结果表明,该方案可以实现30 GHz以上微波信号的频率测量,且最大绝对测量误差不超过30 MHz,相对测量误差低于2％.该方法通过增大扫频探测信号的扫描范围和调制器的调制频率范围,可进一步扩展频率测量范围,在低成本、宽频谱的雷达侦测领域具有良好的应用前景.     

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。     

微波频率与功率对微波等离子体参数的影响

本文研究了微波功率和微波频率对等离子体参数,如电子密度、电子温度、气体温度以及火焰长度的影响。对等离子体的多物理场数值仿真是在基于有限元法的COMSOL Multiphysics中进行的。计算结果显示,等离子体电子密度、电子温度、气体温度都会随着输入微波功率的增大而增大;2450 MHz的微波等离子体相比于915 MHz的微波等离子体,具有更好的性能。同时,本文对不同输入功率下等离子体火焰长度进行了实验测量,结果显示输入功率对火焰长度仅有很微弱的影响。     

微波集成电路频率变换装置

用于频率变换的微波集成电路包含一对混频器,它们把接收的输入射频信号与一对正交频率调制信号棍合,然后通过正交耦合器将混频器的输出合成,抑制除了输入射频信号和频率调制信号之外的其它所有信号。在强冲击、温度变化显著并且要求稳定性高、工作迅捷的环境中,通过最大程度地减小微波集成电路体积来达到上述要求,此微波集成电路陶磁基片的上下两个表面均有微带线。混频器由4个二极管组成,它们被压焊至微带的一个表面,以便承受较大的冲力。利用相对面上锥形地平面保证适当的平衡。抑制下边带的正交耦合器是兰杰(LANGE)形耦合器,它被集成在基片的上表面。     

X波段固态微波频率合成器的研制

本文报道一种可用计算机控制输出频率的 X 波段固态微波频率合成器,其输出频率在100MHz 范围内以100kHz 步进可调,秒级频率稳定度为1.722×10~(-9),长期频率稳定度与主晶振相同。最后给出了利用差频法测量短期频率稳定度的测量系统框图及其测量结果。