[发明专利]一种基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频装置及方法

权利要求书

1.一种基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频装置，包括激光器、保偏耦合器、1×2功分器、相位调制器、强度调制器、偏压控制板、马赫-曾德尔干涉仪、光纤、光电探测器和信号处理模块，其特征在于：1×2功分器的电输入接口与待测信号相连；1×2功分器的电输出接口分别与相位调制器和强度调制器的射频输入接口相连；偏压控制板与强度调制器的偏压接口相连用于控制其偏置点；激光器的输出与保偏耦合器的输入相连；保偏耦合器的输出分别与相位调制器和强度调制器的光输入端相连，一路光经相位调制器后产生相位调制光通过第一马赫-曾德尔干涉仪后与第一光电探测器连接，另一路光经强度调制器后产生强度调制光通过第二马赫-曾德尔干涉仪后与第二光电探测器连接，第一光电探测器和第二光电探测器与信号处理模块连接，其中两个马赫-曾德尔干涉仪的差分延时相同。

2.根据权利要求1所述的一种基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频装置，其特征在于：信号处理模块根据公式计算待测信号频率f，其中P_rf1和P_rf2分别为第一路光电探测器和第二路光电探测器输出的电信号强度，τ为第一马赫-曾德尔干涉仪和第二马赫-曾德尔干涉仪的差分延时参数，A为常数。

3.根据权利要求1所述的一种基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频装置，其特征在于：第一光电探测器和第二光电探测器参数性能相同。

4.一种基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频方法，包括以下步骤：其特征在于：

步骤一、激光器发射出一束激光入射到保偏耦合器；

步骤二、保偏耦合器将光载波均分为2路，一路光经相位调制器后产生相位调制光，通过第一马赫-曾德尔干涉仪后与第一光电探测器连接，另一路光经强度调制器后产生强度调制光，通过第二马赫-曾德尔干涉仪后与第二光电探测器连接，第一光电探测器和第二光电探测器与信号处理模块连接，通过光电探测器解调出待测信号的信息；两支路电信号强度的理论值分别为和其中分别对应相位调制支路和强度调制支路的直流光电流，为光电探测器的响应度，l_p、l_i分别为相位调制器和强度调制器的光损耗系数，l_b为保偏耦合器的光损耗系数，l_m为马赫-曾德尔干涉仪引入的光损耗系数，g_o为链路的净增益，P₁、P₂分别为第一、第二光电探测器的入射光功率，Z_i、Z_o分别为链路的输入与输出阻抗，H_pd为光电探测器的频率响应函数；V_rf待测信号的幅度，ω为待测信号的圆频率，ω＝2πf，f为待测信号的频率，V_π1、V_π2分别为相位调制器和强度调制器的半波电压；

步骤三、信号处理模块读取两路光电探测器输出的电信号强度P_rf1,s和P_rf2,s，并根据公式计算待测信号频率f，其中P_rf1和P_rf2分别为第一路光电探测器和第二路光电探测器输出的电信号强度，τ为第一马赫-曾德尔干涉仪和第二马赫-曾德尔干涉仪的差分延时参数，A为常数。

5.根据权利要求4所述的一种基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频方法，其特征在于：A根据公式计算获得。

6.根据权利要求4或5所述的一种基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频方法，其特征在于：还包括步骤四、信号处理模块多级相连扩展使用，第一级处理模块测量精度最低，用于频率的初步定位，后面的用于精确测量。