[发明专利]采用移相梳状滤波阵列的光子型数字微波测频方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及微波检测、微波光子学、光滤波领域，尤其是光子技术型数字测频技术。

背景技术

在微波工程及应用领域，针对微波信号或系统的测量技术至关重要，涉及频率、相位、幅度、调制制式、到达方向等多个参量，其中频率作为反映信号时变特性的参量首当其冲地受到广泛关注。目前，微波测频的技术路线主要有电子型技术和光子型技术两种。电子型技术经过长期的发展在分辨率和稳定性上具有优势；然而，基于微波光子学的光子型技术在宽带瞬时性能、低损耗、抗电磁干扰方面有着明显的优势，尤其是当今待测的微波频段越来越高(高达几百GHz)。

因而，光子型微波测频方案成为研究热点，以光功率检测类型方案(其显著优势是仅需要低速的光电探测器)为代表，诸如采用光信道化器的方案、采用光梳状滤波器的方案、采用光纤光栅的方案、采用光域混频的方案等：1).F.A.Volkening，“Photonic channelized RF receiver employing dense wavelength division multiplexing，”USA Patent 7245833B1，Jul.2007；2).H.Chi，X.Zou，and J.Yao，“An approach to the measurement of microwave frequency based on optical power monitoring，”IEEE Photonics Technology Letters，vol.20，no.14，pp.1249-1251，2008；3).Z.Li，B.Yang，H.Chi，X.Zhang，S.Zheng，and X.Jin，“Photonic instantaneous measurement of microwave frequency using fiber Bragg grating，”Optics Communications，vol.283，no.3，pp.396-399.2010.4).L.A.Bui，M.D.Pelusi，T.D.Vo，N.Sarkhosh，H.Emami，B.J.Eggleton，and A.Mitchell，“Instantaneous frequency measurement system using optical mixing in highly nonlinear fiber，”Optics Express，vol.17，no.25，pp.22983-22991，Dec.2009。这些方案充分体现了光子型技术在瞬时测频带宽上的优势。

需要指出的是：上述诸多方案的测频输出结果是模拟信号，也就是模拟化微波测频。而当前数字化测频输出或数字化接收机已成为一种主流趋势：人们可以直接从测频输出的数字化数据中获得信息，无需额外的高速模数转换器；易于与日益普遍的数字信号处理/分析软件和模块兼容，便于进一步分析和处理；此外，数字化测频输出数据便于长期存储。尽管已有光子型方案报道了数字测频输出(诸如彭越，张洪明，姚敏玉，“光脉冲欠采样宽带数字测频方法的设计与分析”光电工程，vol.35，no.3，pp.68-72，2008.)；但其需要引入额外的模数转换器和Multiple Signal Classification算法才能获得数字输出，而不是直接得到数字编码输出，过程略显复杂。

为同时实现简易光子型和数字化微波测频途径，直接获得数字编码的测频输出，本发明公布了一种新颖的测频方法及装置。

发明内容

鉴于以上陈述的已有方案在直接数字化测频方面的不足，本发明旨在提供一种光子型数字微波测频方法，从而使其兼备光子型技术的宽带瞬时性能等优点、数字化输出的兼容性和灵活性优点。

本发明的目的还在于为以上方法的实施提供核心装置。

本发明的目的通过如下手段来实现。