[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

说明书

本发明涉及电子侦察技术领域，特别涉及一种基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频装置及方法。本发明中激光器发射的激光经保偏耦合器后分为2路，一路光经相位调制器后通过第一马赫‑曾德尔干涉仪与第一光电探测器连接，另一路光经强度调制器后通过第二马赫‑曾德尔干涉仪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均为τ。本发明具有系统简单、测频精度高等特点。

技术领域

本发明涉及电子侦察技术领域，特别涉及一种基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频装置及方法。

背景技术

瞬时测频是现代电子战中的一种重要技术，可满足电子战支援系统对高截获概率、大瞬时带宽和脉冲快速测量的需求。面对日益复杂的电磁环境，特别是高频、大带宽信号频率测量，传统的基于电子学方法的瞬时测频接收机由于自身瓶颈，面临极大的挑战。基于光子辅助的瞬时测频技术因其具有大带宽、低损耗、小尺寸、轻重量和抗电磁干扰等优势而备受青睐。

光子辅助瞬时测频的基本思想是将截获的射频(RF)信号调制到光波上，通过一定的光学处理手段构造一个与待测信号频率有关的函数映射关系，从而反演出信号频率。如使用马赫-曾德尔强度调制(MZM)链路检测2个不同光载波输出的功率、采用光学载波抑制强度调制(OCS-IM)比较传输响应的输出端幅度和频率之间的关系、利用半导体放大器(SOA)的非线性效应获得载波频率与SOA混频效应的关系、引入色散到强度调制(IM)链路和双驱动马赫-曾德尔强度调制(DP-MZM)链路后通过比较2路信号的幅度、利用相位调制(ΦM)链路载波经历色散介质后信号功率与频率的映射关系、基于普通强度调制链路的偏振延时干涉和DP-MZM链路的偏振复用、使用非均匀光频梳通过检测拍频信号强度，以及利用相位调制和强度调制载波经色散介质后具有射频响应互补的特性来进行实现瞬时测频等。其中利用射频响应互补方法因其具备较高的测频灵敏度尤具吸引力。

在已知的文献报道中，为了构建这种互补响应，需要利用较长的光纤来形成色散，从而使系统变得复杂、抵抗环境变化能力差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频装置及方法。本发明利用两路相同的马赫-曾德尔干涉仪，从而减少环境变化对测量精度的影响，提高环境适应能力。

本发明的技术方案是：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

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为已知常数。

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。

本发明还公开了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；