基于微波光子混频的散射参数测量装置及方法制造方法及图纸

一种基于微波光子混频的散射参数测量装置，包括微波发生模块1、信号加载模块2、本振频率发生模块3、多通道微波光子混频模块4、电模数转换模块5和信号处理模块6；沿所述的多通道微波光子混频模块4的信号输出方向，依次是电模数转换模块5和信号处理模块6。本发明专利技术利用微波光子混频技术以及较小带宽的本振源，实现高频微波信号的下变频到固定频率的中频信号，减小了接收机电子器件的带宽需求和电模数转换器的采样率需求，抛弃了传统的超外差结构和/或直接变频结构，使用小型化连续光模块作为微波光子混频的光源，简化了系统结构，降低了成本和功耗。本和功耗。本和功耗。

【技术实现步骤摘要】
基于微波光子混频的散射参数测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及微波光子混频，特别是一种基于微波光子混频的散射参数测量装置及方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术的发展，高频信号的应用越来越广泛，较为典型的就是矢量网络分析装置。矢量网络分析装置是一种用于精确测量微波元器件散射参数(S参数)的基础仪器，能够精确测得器件在连续波激励下的幅度响应和相位响应。由于幅相接收机带宽有限，无法对高频信号直接获取，在测量微波器件时，通常需要采用外差、直接变频等方式接收高频信号。但接收机的外差接收和直接变频的方式结构复杂或者会带来本振泄露、I/Q平衡等问题。
[0003]并且在对高频信号接收和处理时，就需要高带宽、高采样率的模数转换器，而传统的电模数转换器在高频的极大损耗已经很难满足现有的需求。微波光子混频技术可以有效地利用光子技术的大带宽优势，将高频微波信号下变频为中频信号，并且微波光子混频技术降低了对本振信号源的带宽要求，因此，微波信号能够高效地由低带宽、低采样率的电模数转换器接收和处理。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于微波光子混频的散射参数测量装置及方法，该装置利用微波光子混频技术以及较小带宽的本振源，实现高频微波信号的下变频到固定频率的中频信号，减小了接收机电子器件的带宽需求和电模数转换器的采样率需求，抛弃了传统的超外差结构和/或直接变频结构，使用小型化连续光模块作为微波光子混频的光源，简化了系统结构，降低了成本和功耗。
[0005]本专利技术的技术解决方案如下：
[0006]一种基于微波光子混频的散射参数测量装置，其特征在于，包括微波发生模块1、信号加载模块2、本振频率发生模块3、多通道微波光子混频模块4、电模数转换模块5和信号处理模块6；沿所述的多通道微波光子混频模块4的信号输出方向，依次是电模数转换模块5和信号处理模块6；本振频率发生模块3的本振信号输出端与所述的多通道微波光子混频模块4的本振输入端相连；微波发生模块1的微波信号输出端与信号加载模块2的输入端相连，信号加载模块2的输出端与所述的多通道微波光子混频模块4的微波输入端相连；信号加载模块2的两个测试端口与待测器件相连；信号处理模块6的输出端分别与微波发生模块1和本振频率发生模块3的控制端相连；本振频率发生模块3输出的参考时钟分别与微波发生模块1和电模数转换模块5的参考时钟输入端相连。
[0007]信号处理模块6控制微波发生模块1和本振频率发生模块3分别产生频率为f0和的信号，其中，n为大于1的正整数，f
pb
为所述的多通道微波光子混频模块4输出的中
频信号的频率，大于0且小于后端电路的带宽；
[0008]其特征在于，所述的多通道微波光子混频模块4为三通道微波光子混频模块或四通道微波光子混频模块。
[0009]所述的多通道微波光子混频模块4为三通道微波光子混频模块时，具体包括连续光源4
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1、本振调制器4
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2、光分路器4
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3、参考支路调制器4
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4、第一测试支路调制器4
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5、第二测试支路调制器4
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6、光电转换模块4
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7；所述的电模数转换器模块5由三路并列支路的电模数转换器构成；所述的连续光源4
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1的输出端与本振调制器4
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2的光输入端相连，本振调制器的射频输入端为本振输入端，与所述的本振频率发生模块3的本振信号输出端相连；所述的本振调制器4
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2的输出端与光分路器4
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3的输入端相连，该光分路器分为三个输出端，分别与所述的参考支路调制器4
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4、第一测试支路调制器4
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5、第二测试支路调制器4
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6的光输入端相连，此三路调制器的射频输入端为微波输入端，三路调制器的输出端分别与所述的光电转换模块4
‑
7中对应支路的光电转换器的输入端相连，三个光电转换器的输出端分别与所述的电模数转换模块5中对应支路的电模数转换器的输入端相连。
[0010]所述的多通道微波光子混频模块4为四通道微波光子混频模块时，具体包括连续光源4
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1、本振调制器4
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2、光分路器4
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3、第一参考支路调制器4
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4、第一测试支路调制器4
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5、第二参考支路调制器4
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7、第二测试支路调制器4
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6和光电转换模块4
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8；所述的光电转换模块4
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8有四路并列支路的电模数转换器构成；所述的连续光源4
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1的输出端与本振调制器4
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2的光输入端相连，本振调制器4
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2的射频输入端为本振输入端，与所述的本振频率发生模块3的本振信号输出端相连；所述的本振调制器4
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2的输出端与光分路器4
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3的输入端相连，该光分路器4
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3分为四个输出端，分别与所述的第一参考支路调制器4
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4、第一测试支路调制器4
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5、第二参考支路调制器4
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7、第二测试支路调制器4
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6的光输入端相连，四路调制器的输出端分别与所述的光电转换模块4
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8中对应支路的光电转换器的输入端相连，四个光电转换器的输出端分别与所述的电模数转换模块5中对应支路的电模数转换器的输入端相连。
[0011]一种基于微波光子混频的散射参数测量装置及方法，其特征在于，以三通道结构为例，该方法包括以下步骤：
[0012]1)将被测器件的两个端口分别连接到信号加载模块2的测试端口一和测试端口二之间；
[0013]2)设定测试频率范围为：f
min
～f
max
，分辨率为Δf,电模数转换器模块5各个通道的采样点数为n
s
,令f0＝f
min
；
[0014]3)所述的信号处理模块6控制微波发生模块1产生频率为f0的单频信号，该单频信号通过信号加载模块2入射到被测器件，所述的信号加载模块2将该单频信号、被测器件对该单频信号的透射信号和反射信号分别输入所述的参考支路调制器4
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4、第二测试支路调制器4
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5和第一测试支路调制器4
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6的射频输入端；
[0015]4)所述的信号处理模块6控制本振频率发生模块3产生频率为的单频本振信号，该单频本振信号输入所述的本振调制器4
‑
2的射频输入端；
[0016]5)电模数转换模块5将多通道微波光子混频模块4输出的频率为f
pb
的信号进行模数转换得到相应的数字信号，所述的信号处理模块6将该数字信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微波光子混频的散射参数测量装置，其特征在于，包括微波发生模块(1)、信号加载模块(2)、本振频率发生模块(3)、多通道微波光子混频模块(4)、电模数转换模块(5)和信号处理模块(6)；沿所述的多通道微波光子混频模块(4)的信号输出方向，依次是电模数转换模块(5)和信号处理模块(6)；本振频率发生模块(3)的本振信号输出端与所述的多通道微波光子混频模块(4)的本振输入端相连；微波发生模块(1)的微波信号输出端与信号加载模块(2)的输入端相连，信号加载模块(2)的输出端与所述的多通道微波光子混频模块(4)的微波输入端相连；信号加载模块(2)的两个测试端口与待测器件相连；信号处理模块(6)的输出端分别与微波发生模块(1)和本振频率发生模块(3)的控制端相连；本振频率发生模块(3)输出的参考时钟分别与微波发生模块(1)和电模数转换模块(5)的参考时钟输入端相连。2.根据权利要求1所述的基于微波光子混频的散射参数测量装置，其特征在于，信号处理模块(6)控制微波发生模块(1)和本振频率发生模块(3)分别产生频率为f0和的信号，其中，n为大于1的正整数，f
pb
为所述的多通道微波光子混频模块(4)输出的中频信号的频率，大于0且小于后端电路的带宽。3.根据权利要求1、2所述的基于微波光子混频的散射参数测量装置，其特征在于，所述的多通道微波光子混频模块(4)为三通道微波光子混频模块或四通道微波光子混频模块。4.根据权利要求3所述的基于微波光子混频的散射参数测量装置，其特征在于，所述的多通道微波光子混频模块(4)为三通道微波光子混频模块时，具体包括连续光源(4
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1)、本振调制器(4
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2)、光分路器(4
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3)、参考支路调制器(4
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4)、第一测试支路调制器(4
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5)、第二测试支路调制器(4
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6)、光电转换模块(4
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7)；所述的电模数转换器模块(5)由三路并列支路的电模数转换器构成；所述的连续光源(4
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1)的输出端与本振调制器(4
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2)的光输入端相连，本振调制器的射频输入端为本振输入端，与所述的本振频率发生模块(3)的本振信号输出端相连；所述的本振调制器(4
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2)的输出端与光分路器(4
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3)的输入端相连，该光分路器分为三个输出端，分别与所述的参考支路调制器(4
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4)、第一测试支路调制器(4
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5)、第二测试支路调制器(4
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6)的光输入端相连，此三路调制器的射频输入端为微波输入端，三路调制器的输出端分别与所述的光电转换模块(4
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7)中对应支路的光电转换器的输入端相连，三个光电转换器的输出端分别与所述的电模数转换模块(5)中对应支路的电模数转换器的输入端相连。5.根据权利要求3所述的基于微波光子混频的散射参数测量装置，其特征在于，所述的多通道微波光子混频模块(4)为四通道微波光子混频模块时，具体包括连续光源(4
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1)、本振调制器(4
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2)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴龟灵，陈萧恩，陈建平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：