基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量方法及装置，属于光学传感和微波测量领域。本发明专利技术为解决现有高功率高频微波电场探测时存在的成本高、系统设备复杂、无法兼顾场强和频率测量的问题。本发明专利技术装置包括数据处理单元、控制组件、扫频组件、检测组件、信号采集单元。利用移频扫描，通过控制Stokes增益边带和本振边带的同步移频，仅监测kHz～MHz量级的中频信号即可获得未知高功率高频微波信号的频率和电场强度，从而实现了采用低速光电探测器和低速数据采集卡便可测量高频高功率微波信号的频率和场强。高频高功率微波信号的频率和场强。高频高功率微波信号的频率和场强。

【技术实现步骤摘要】
基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量方法及装置


[0001]本专利技术属于光学传感和微波测量领域，具体涉及一种基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量方法及装置。

技术介绍

[0002]在微波技术研究中，高功率高频微波辐射电场的测量是一项重要的研究内容。现有高功率高频微波电场测量方法包括远场电学测量方法、光子学辅助测量方法、以及全光学测量方法。
[0003]远场电学测量方法是在天线辐射远场区域内采用喇叭天线接收微波信号，经耦合、衰减等环节对微波功率进行测量，再根据微波功率与电场强度之间的数学转换可得到待测微波辐射电场信息。这种方法容易发生击穿，且需要采用不同频段天线来测量同一带宽微波信号，导致探测设备结构复杂且成本高昂。
[0004]光子学辅助测量方法是利用天线等接收微波信号，再用调制器将微波信号调制到光载波上，在光学系统中实现信号的转换和传输，再经由电光转换后由高频分析仪器进行检测分析。这种方法的信号接收依然依赖于天线，因此测量带宽和测量功率依然受限。
[0005]全光学测量方法是采用纯光学设计的微波光子学传感探头本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量装置，其特征在于，包括数据处理单元(101)、控制组件(102)、扫频组件(103)、检测组件(104)和信号采集单元(105)；所述控制组件(102)用于控制信号采集单元(105)的信号采集以及扫频组件(103)的扫描强度和频率，并将控制信息反馈给数据处理单元(101)；所述扫频组件(103)用于发出本振扫描信号和泵浦扫描信号，以对检测组件(104)进行调制；所述检测组件(104)用于接收未知微波信号，并对其进行布里渊选择单边带放大和混频转换后输出至信号采集单元(105)；所述信号采集单元(105)用于采集检测组件(104)输出的低频混频信号并发送给数据处理单元(101)；所述数据处理单元(101)用于接收信号采集单元(105)传送回的信号并提取其中指定频率范围的中频信号的强度信息，同时接收控制组件(102)反馈的本振信号和泵浦信号的频率和强度信息，对数据进行处理并判断是否扫描到未知微波信号的频率，根据判断结果发出相应指令给控制组件(102)，当扫描到未知微波信号频率时输出其强度和频率信息。2.根据权利要求1所述的基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量装置，其特征在于，所述检测组件(104)能将未知微波信号调制到光载波上形成未知微波信号边带，同时检测组件(104)受本振扫描信号和泵浦扫描信号调制分别产生在频谱上移动的本振边带和泵浦边带，泵浦边带由于受激布里渊效应会产生斯托克斯增益边带；未知微波信号边带若在斯托克斯增益边带内则将被放大，放大或未放大的未知微波信号边带与本振边带发生混频产生混频信号并输出至信号采集单元(105)。3.根据权利要求1所述的基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量装置，其特征在于，所述检测组件(104)包括光源、用于调制本振信号的电光强度调制器、用于调制泵浦信号的电光强度调制器、用于接收未知微波信号并调制到光载波上的反射式光学电场传感探头、用于放大泵浦光的光纤放大器、用于产生受激布里渊散射的光纤、用于隔离前向泵浦光的隔离器以及用于将光信号转换为电信号的低速光电探测器。4.根据权利要求3所述的基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量装置，其特征在于，所述光纤为5km以上的单模光纤或高非线性光纤。5.根据权利要求3所述的基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量装置，其特征在于，所述用于调制泵浦信号的电光强度调制器工作在载波抑制双边带调制模式；所述用于调制本振信号的电光强度调制器和反射式光学电场传感探头工作在双边带调制、单边带调制、载波抑制双边带调制或载波抑制单边带调制中的一种模式。6.根据权利要求3所述的基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量装置，其特征在于，所述用于调制本振信号的电光强度调制器和反射式光学电场传感探头采用级联式或并联式连接。7.根据权利要求1所述的基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量装置，其特征在于，所述扫频组件(103)包含用于产生本振信号的第一微波信号发生源和用于产生泵浦信号的第二微波信号发生源；第一微波信号发生源产生的本振信号和第二微波信号发生源产生的泵浦信号能够实现同步扫描，且二者的频率差保持不变。8.一种利用权利要求1～7任一所述基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量装置的测量方法，其特征在于，具体如下：S1：利用标准电场对检测组件(104)进行测量准确度标定，形成标定数据并确定最佳
值；将本振信号和泵浦信号的强度设置在所述最佳值；利用频谱仪测量检测组件(104)中用于产生受激布里渊散射的光纤的布里渊频移值f
B
；令本振信号频率为f
LO
，未知微波信号频率为f
RF
，两者混频后的中频信号频率为f
IF
＝|f
RF
‑
f
LO
|，泵浦信号频率为f
P
，光载波上未知微波信号边带被最大增益地放大的条件为|f
RF
‑
f
P
|＝f
B
；设中频信号频率f
IF
为kHz～MHz范围内某一个定值；S2：将检测组件(104)中的反射式光学电场传感探头放入未知微波信号电场中，启动所述测量装置；扫频组件(103)发出1组频率为f
LO...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨青，林飞宏，汤明炜，王曦灏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：