[发明专利]一种大带宽高精度微波频率测量装置及方法

权利要求书

1.一种大带宽高精度微波频率测量装置，其特征在于，该装置包括多波长光源、第一抑制载波单边带调制器、阵列波导光栅、数个第一微盘谐振器、光功率测量比较器、波长可调谐激光器、第二抑制载波单边带调制器及第二微盘谐振器；所述多波长光源与第一抑制载波单边带调制器的光学输入端口连接，待测微波信号与第一抑制载波单边带调制器的射频输入端口连接，第一抑制载波单边带调制器的光学输出端口与阵列波导光栅的输入端口连接，阵列波导光栅的数个光学输出端口分别与数个第一微盘谐振器的输入端口连接，每一个第一微盘谐振器的直通端口和下载端口均与光功率测量比较器的输入端口连接；所述光功率测量比较器的控制端口与波长可调谐激光器的波长控制端口连接，所述波长可调谐激光器与第二抑制载波单边带调制器的光学输入端口连接，待测微波信号与第二抑制载波单边带调制器的射频输入端口连接，第二抑制载波单边带调制器的光学输出端口与第二微盘谐振器的输入端口连接，第二微盘谐振器的直通端口和下载端口与光功率测量比较器相的输入端口连接；其中：

所述多波长光源输出数个不同波长的光信号，分别位于数个第一微盘谐振器的不同谐振峰的同一边，第n个光波长与对应谐振峰中心频率的频率间隔为nF，其中F为谐振峰宽度的一半；

所述阵列波导光栅将光信号分为数路，并对每一路光信号进行光学滤波，其滤波带宽均为2F，第n个光学滤波的中心频率与第n个光波长所对应的谐振峰的中心频率一致；

所述数个第一微盘谐振器具有相同的直径和传输函数；

所述光功率测量比较器对输入的每一组光信号的功率进行差分，通过幅度比较函数得到待测微波信号初步测量频率，并反馈控制波长可调谐激光器的工作波长。

2.一种采用如权利要求1所述装置的大带宽高精度微波频率测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1）对多波长光源输出光信号的波长进行设置，使得多波长光源输出的数个不同波长的光信号分别位于数个不同的第一微盘谐振器的数个不同谐振峰的同一边，第n个波长与相应谐振峰中心频率的频率间隔为nF，其中F为谐振峰宽度的一半；

2）数个不同光波长经抑制载波单边带调制，产生数个待测微波信号的一阶光边带，输入光载波信号被抑制；

3）经抑制载波单边带调制的数个待测微波信号的一阶光边带输入阵列波导光栅，被分为数路且每一路经过不同的光学滤波，每个光学滤波的滤波带宽均为2F，第n个光学滤波的中心频率与第n个波长所对应的谐振峰的中心频率一致；

4）采用光功率测量比较器对每个第一微盘谐振器的直通端口和下载端口的光信号功率进行差分，得到至多两组有效输出的结果，选取光载波波长与谐振峰较远的结果即得到待测微波信号的初步测量频率；

5）光功率测量比较器得到微波信号初步测量频率后，反馈控制波长可调谐激光器的光波长，使得波长可调谐激光器经第二抑制载波单边带调制器被待测微波信号调制后产生的光边带落入第二微盘谐振器的谐振峰内；

6）第二微盘谐振器的直通端口和下载端口输出的光信号在光功率测量比较器中进行差分处理，通过第二微盘谐振器的幅度比较函数，即得到该待测微波信号的精确频率。