基于比较函数的微波光子瞬时测频技术

摘要

在微波载波信号的各种参数中，频率参数是最重要的。传统的电子学瞬时测频方法采用瞬时测频接收机，测频带宽仅限于0.5-18GHz之间，结构复杂，体积大，成本高，测频误差大且易受战场复杂电磁环境的影响。近年来，毫米波段电磁波信号在战场上已广泛使用，电子学瞬时测频方案不能抵抗复杂电磁干扰，测频的精确性和准确性不能满足电子战的需要。光子学方法具备带宽大、质量小、抗电磁干扰和低损耗等优点，用光子学方法对微波信号进行瞬时测频，能够实现一个损耗低、抗干扰、体积小、测频宽带宽的测频方法。
　　 本文设计了一种新的方案，仍采用单个激光器和马..泽结构，用单色宽带光源产生载波信号，MZM强度调制器设置在最小偏置点，抑制掉高阶光载波。未知频率的微波信号被调制后经过迈克尔逊干涉仪反射，通过两个光电探测器后经信号处理器输出。通过探测和比较两个输出端口的光功率即可得到微波信号的频率。推导出了微波频率和光功率的数学表达式，并给出了理论验证实验，证明了该系统结构的可行性。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及其意义

1．2 研究目的

1．3 本文的主要工作和结构安排

第二章 微波光子技术瞬时测频研究现状

2．1 研究现状

2．1．1 基于光纤光栅的瞬时频率测量

2．1．2 基于光纤干涉仪的瞬时测频

2．1．3 基于光偏振特性的瞬时测频

第三章 实现瞬时测频方法的理论模型

3．1 传统电子学方法进行瞬时测频的理论基础

3．1．1 被动式瞬时测频原理

3．1．2 混频式瞬时测频原理

3．1．3 正交式微波信号测频原理

3．2 用微波光子技术进行瞬时测频的理论模型

3．2．1 被动式微波光子瞬时测频原理

3．2．2 混频式光子技术瞬时测频原理

3．3 总结

第四章 瞬时测频所需关键器件和技术原理

4．1 半导体激光器

4．1．1 FP和窄带DFB半导体激光器

4．2 光调制器

4．2．1 铌酸锂外调制器

4．2．2 电吸收调制器

4．3 光环形器

4．4 光耦合器

4．4．1 熔融拉锥型光纤耦合器

4．4．2 耦合器的应用及前景展望

4．5 光电探测器

4．5．1 光电探测器的主要参数

第五章 基于比较函数的微波光子瞬时测频技术

5．1 基于光子器件和比较函数的测频方案

5．1．1 用MZI和比较函数的微波瞬时测频方法

5．1．2 用MZM和比较函数的瞬时测频方法

5．1．3 用双调制和比较函数的瞬时测频方法

5．1．4 用微波光子滤波器和比较函数的瞬时测频方法

5．2 迈克尔逊干涉仪在微波瞬时测频中的应用

5．2．1 迈克尔逊干涉仪辅助微波瞬时测频的原理

5．2．2 仿真与分析结果

5．2．3 实验系统搭建

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果

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