一种宽带瞬时测频装置，属于微波频率测量和微波光子技术领域。所述测频装置包括线性扫频光模块、本振激光器模块、相位调制模块、光耦合器模块、光电探测模块、微波混频模块、频率可调谐微波本振模块、低通滤波器模块、射频信号数据采集模块和数据处理模块。本发明专利技术采用宽带快速线性啁啾激光源克服现有方案瞬时测量带宽和响应速度的不足，采用窄带低通滤波有效提高测量精度；采用相位调制器，避免了外围偏压控制电路的使用，简化了系统结构，同时避免了偏置点漂移带来的负面影响；采用先与本振微波信号混频再通过窄带低通滤波器模块滤波的方式，得到了更窄的滤波带宽，具有更低的测量误差和更高的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波频率测量和微波光子，具体涉及一种宽带瞬时测频装置。
技术介绍
1、在电子对抗中，信号检测和测量的第一步通常由频率检测系统执行，获得信号的频率信息能最大限度地提高拦截威胁信号的概率。尽管电子瞬时频率测量方案已经得到广泛应用，但由于电子电路的带宽限制，瞬时测量带宽通常被限制在20ghz以下。光子技术以其宽带、抗电磁干扰以及与光纤信号分配系统的兼容性而受到关注，因此利用光子技术进行微波频率测量成为了当下的研究热点。
2、目前，基于光子学的微波信号瞬时测频技术大致分为三类：频率-功率映射、频率-空间映射和频率-时间映射。频率-功率映射方法能够对单频信号进行瞬时测量，具有较高的实时性，但测量精度通常只有几百mhz，并且在多频信号测量方面存在局限性。频率-空间映射方法一般通过光信道化结构来实现，具备测量多频信号的能力。然而所需的光信道器需要专门设计，因此基于该方法的测频系统通常比较复杂。同时，较大的光通道间距会导致频率测量精度和分辨率较差。近年来，基于频率-时间映射的测频技术因其相对简单的系统结构和多频测量能力而备受关注。频率-时间映射可以通过色散效应、移频循环延迟线、光滤波器通带扫描和光域频率扫描来实现。考虑到未来电子战中的需求，大带宽、快速响应和高精度的频率测量是有效实施电子支援的关键。然而现有的基于频率-时间映射的测频方案或分辨率不足，或测量速率受限，或结构复杂实现困难，因此，迫切需要研究一种简单的测频方法来实现宽带、高精度的微波频率瞬时测量。
技术实现思路
>1、本专利技术的目的在于，针对
技术介绍
存在的问题，提出了一种宽带瞬时测频装置。本专利技术采用宽带快速线性啁啾激光源克服现有方案瞬时测量带宽和响应速度的不足，采用窄带低通滤波有效提高测量精度，并且结构简单，具有可扩展性，适用于各种复杂的电磁环境。2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种宽带瞬时测频装置，包括线性扫频光模块、本振激光器模块、相位调制模块、光耦合器模块、光电探测模块、微波混频模块、频率可调谐微波本振模块、低通滤波器模块、射频信号数据采集模块和数据处理模块；
4、所述线性扫频光模块产生锯齿波形或非对称三角波形线性啁啾光信号；所述本振激光器模块产生单频连续光波，产生的单频连续光波在相位调制模块中被待测微波信号调制，产生双边带调制信号，包括一个载波和两个一阶边带信号；所述光耦合器模块将线性啁啾光信号与双边带调制信号合成为一路光信号，并传输至光电探测模块；所述光电探测模块对合成为一路的线性啁啾光信号与双边带调制信号进行外差探测，产生外差探测信号；产生的外差探测信号输入微波混频模块的第一个输入端口；所述频率可调谐微波本振模块产生单频微波信号，输入至微波混频模块的第二个输入端口；微波混频模块将第一个输入端口的外差探测信号与第二个输入端口的单频微波信号进行混频，产生的混频信号输出至低通滤波器模块进行滤波，得到一组与待测微波信号频率相关的、按一定时序分布的电脉冲信号；得到的电脉冲信号输入射频信号数据采集模块，射频信号数据采集模块将电脉冲信号数字化，获取各脉冲位置的时间传输至数据处理模块进行计算，得到待测微波信号的频率信息；
5、在微波混频模块的第一个输入端口为射频输入端口，第二个输入端口为本振输入端口，输出端口为中频输出端口，即输出端口的混频信号频率等于第一个输入端口信号频率与第二个输入端口信号频率之差，且线性啁啾光信号扫过光载波以及正一阶边带或负一阶边带，且frf<|min(fend-fc)|(或小于|min(fstart-fc)|)且0＜flf＜frf的条件下，所述数据处理模块的计算过程为fsut＝γ|(t0+t0')/2-(t1+t1')/2|，其中fsut为待测微波信号的频率，γ为线性啁啾光信号的啁啾率γ＝|fend-fstart|/t，t为持续时间，t0和t0'为线性啁啾光信号经过光载波时产生的一对电脉冲信号的时间，t1和t1'为线性啁啾光信号经过其中一个一阶边带时产生的一对电脉冲信号的时间，fc为本振激光器模块输出的光信号频率，fstart为线性啁啾光信号的啁啾起始频率，fend为线性啁啾光信号的啁啾终止频率，frf为频率可调谐微波本振模块产生的单频微波信号的频率，flf为低通滤波器模块的通过截止频率；
6、在微波混频模块的第一个输入端口为中频输入端口，第二个输入端口为本振输入端口，输出端口为射频输出端口，即输出端口的混频信号频率等于第一个输入端口信号频率与第二个输入端口信号频率之和，且线性啁啾光信号扫过光载波以及正一阶边带或负一阶边带，且frf>|max(fend-fc)|(或大于|max(fstart-fc)|)且frf＜flf＜frf+|min(fstart-fc)|(或frf+|min(fend-fc)|)的条件下，所述数据处理模块的计算过程为fsut＝γ|(t3+t3')/2-(t4+t4')/2|，其中fsut为待测微波信号的频率，γ为线性啁啾光信号的啁啾率γ＝|fend-fstart|/t，t为持续时间，t3和t3'分别为线性啁啾光信号经过光载波时产生的一个电脉冲信号的起始时间和终止时间，t4和t4'分别为线性啁啾光信号经过其中一个一阶边带时产生的一个电脉冲信号的起始时间和终止时间，fc为本振激光器模块输出的光信号频率，fstart为线性啁啾光信号的啁啾起始频率，fend为线性啁啾光信号的啁啾终止频率，frf为频率可调谐微波本振模块产生的单频微波信号的频率，flf为低通滤波器模块的通过截止频率。
7、进一步的，在微波混频模块的第一个输入端口为射频输入端口，第二个输入端口为本振输入端口，输出端口为中频输出端口，即输出端口的混频信号频率等于第一个输入端口信号频率与第二个输入端口信号频率之差的条件下，当线性啁啾光信号扫过光载波以及正一阶边带，且frf<|min(fend-fc)|(或小于|min(fstart-fc)|)且0＜flf＜frf时，待测微波信号的频率范围满足2frf<fsut<|fend-fstart|-frf；当线性啁啾光信号扫过光载波以及负一阶边带，且frf<|min(fend-fc)|(或小于|min(fstart-fc)|)且0＜flf＜frf时，待测微波信号的频率范围满足2frf<fsut<|fend-fstart|-frf。
8、进一步的，在微波混频模块的第一个输入端口为中频输入端口，第二个输入端口为本振输入端口，输出端口为射频输出端口，即输出端口的混频信号频率等于第一个输入端口信号频率与第二个输入端口信号频率之和的条件下，当负一阶边带被滤除，且线性啁啾光信号扫过光载波以及正一阶边带且frf>max(fend-fc)(或大于max(fstart-fc))且frf＜flf＜frf+|min(fstart-fc)|(或frf+|min(fend-fc)|)时，待测微波信号的频率范围满足0<fsut<frf。当正一阶边带被滤除，线性啁啾光信号扫过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种宽带瞬时测频装置，其特征在于，包括线性扫频光模块、本振激光器模块、相位调制模块、光耦合器模块、光电探测模块、微波混频模块、频率可调谐微波本振模块、低通滤波器模块、射频信号数据采集模块和数据处理模块；
2.根据权利要求1所述的宽带瞬时测频装置，其特征在于，在微波混频模块的第一个输入端口为射频输入端口、第二个输入端口为本振输入端口、输出端口为中频输出端口的条件下，当线性啁啾光信号扫过光载波以及正一阶边带，且fRF<|min(fend-fc)|或|min(fstart-fc)|且0＜fLF＜fRF时，待测微波信号的频率范围满足2fRF<fSUT<|fend-fstart|-fRF；当线性啁啾光信号扫过光载波以及负一阶边带，且fRF<|min(fend-fc)|或|min(fstart-fc)|且0＜fLF＜fRF时，待测微波信号的频率范围满足2fRF<fSUT<|fend-fstart|-fRF。
3.根据权利要求1所述的宽带瞬时测频装置，其特征在于，在微波混频模块的第一个输入端口为中频输入端口、第二个输入端口为本振输入端口、输出端口为射频输出端口的条件下，当负一阶边带被滤除，线性啁啾光信号扫过光载波以及正一阶边带且fRF>max(fend-fc)或max(fstart-fc)且fRF＜fLF＜fRF+|min(fend-fc)|或fRF+|min(fstart-fc)|时，待测微波信号的频率范围满足0<fSUT<fRF；当正一阶边带被滤除，线性啁啾光信号扫过光载波以及负一阶边带且fRF>max(fc-fend)或max(fc-fstart)且fRF＜fLF＜fRF+|min(fend-fc)|或fRF+|min(fstart-fc)|时，待测微波信号的频率范围满足0<fSUT<fRF。
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【技术特征摘要】
1.一种宽带瞬时测频装置，其特征在于，包括线性扫频光模块、本振激光器模块、相位调制模块、光耦合器模块、光电探测模块、微波混频模块、频率可调谐微波本振模块、低通滤波器模块、射频信号数据采集模块和数据处理模块；
2.根据权利要求1所述的宽带瞬时测频装置，其特征在于，在微波混频模块的第一个输入端口为射频输入端口、第二个输入端口为本振输入端口、输出端口为中频输出端口的条件下，当线性啁啾光信号扫过光载波以及正一阶边带，且frf<|min(fend-fc)|或|min(fstart-fc)|且0＜flf＜frf时，待测微波信号的频率范围满足2frf<fsut<|fend-fstart|-frf；当线性啁啾光信号扫过光载波以及负一阶边带，且frf<|min(fend-fc)|或|min(fstart-fc)|且0＜flf＜frf时，待测微波信号的频率范围满足2frf<...
【专利技术属性】
技术研发人员：范志强，李响，苏君，王云祥，史双瑾，邱琪，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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