【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及測頻設備，具體涉及基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置。
技術介紹
1、當前對微波信號頻率測量的需求逐漸朝著更大的帶寬與更高的測量精度方向發展，一些傳統的電子學方法進行微波頻率的測量功耗高，帶寬有限，在復雜的電磁環境下測量性能易受影響。利用光學器件帶寬大、抗干擾能力強、功耗低的特點，使得基于光子學的手段為微波信號頻率的測量提供了新的途徑與獨特的優勢。當前的微波光子測頻技術本質上是將不容易直接測量的微波頻率信息轉換為其他容易測量的信息，如將頻率信息轉換為功率、脈沖到達時間或空間分布等，但是難以同時滿足多頻率、高精度與大帶寬的需求。通過循環移頻的方式實現微波頻率的初步測量，通過傅里葉變換的方法進一步提高頻率測量的精度，能夠同時進行多個頻率成分的測量，可以實現寬帶高精度測頻要求。但是循環移頻的方案隨著移頻環路循環次數的增加，不可避免的會累積環路噪聲，導致最終測頻的檢測信噪比降低，同時輸出噪底增加會壓縮測頻動態范圍，由于每次循環均會存在時間延遲，要實現寬帶測頻，需要的循環次數較多，導致測頻時間較長，通過循環移頻方式進行測頻的方案，存在測頻時間長，高頻測量信噪比低動態小的不足。因此，提出一種寬帶高信噪比高動態快速響應的測頻裝置顯得尤為重要。
技術實現思路
1、為了解決
技術介紹
存在的技術問題，本專利技術提出的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置。
2、本專利技術提出的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，包括：激光器、光分束器、電光強度調制器、光循環移頻環路、光頻梳產生單元、光合束器、
3、激光器輸出激光經過光分束器分為兩路光信號，其中一路經過電光強度調制器完成射頻輸入信號電光轉換，并輸出光載射頻信號，該光載射頻信號經過光循環移頻環路完成循環移頻，并輸出循環移頻光載射頻信號；另一路經過光頻梳產生單元生成光頻梳信號，循環移頻光載射頻信號與光頻梳信號共同輸入光合束器中進行合束，合束后的光信號經過多通道光濾波器完成頻譜濾波；頻譜濾波的光信號經過多通道光電探測器完成光電探測；各光電探測通道輸出電信號經過多通道低通濾波器完成低通濾波；各低通濾波通道輸出電信號經過多通道采集處理單元完成信號采集及測頻處理。
4、優選地，光循環移頻環路對輸入的光信號進行循環移頻，每循環一次移頻量為fa，循環次數為m。
5、優選地，激光器頻率為fl0，該頻率激光經過光頻梳產生單元產生n個頻率梳齒的光頻梳，光頻梳梳齒頻率分別為fl0、…、fl(n-1)，所有相鄰頻率梳齒之間頻率間隔均為m×fa。
6、優選地，多通道光濾波器具有n個濾波通道，其中第n個濾波通道濾波起始頻率為fl(n-1)，所有光濾波通道的帶寬均為m×fa。
7、優選地，多通道光電探測器具有n個光電探測通道，每個光電探測通道分別對每個濾波通道輸出光信號進行光電探測，所有光電探測通道的帶寬均大于或等于m×fa。
8、優選地，多通道低通濾波器具有n個低通濾波通道，所有低通濾波通道的低通截止頻率均為fa。
9、優選地，多通道采集處理單元具有n個采集處理通道，每個采集處理通道分別對每個低通濾波通道輸出電信號進行信號采集和傅里葉變換，最終在多通道采集處理單元中進行每個采集處理通道頻譜數據的拼接和頻率測量。
10、優選地，光循環移頻環路包括光開關、光纖耦合器、半導體光放大器、光濾波器、聲光移頻器及延時光纖；電光強度調制器輸出的光載射頻信號經過光開關完成光脈沖調制，調制后的光脈沖輸入由光纖耦合器、半導體光放大器、光濾波器、聲光移頻器及延時光纖組成的移頻環路中以完成循環移頻。
11、優選地，光開關的打開時間小于或等于光信號在后面循環結構中進行一次循環所需的時間。
12、本專利技術采用循環移頻結合傅里葉變換的方法實現寬帶高精度頻率測量，采用光頻梳作為本振光源，結合多通道光濾波器實現射頻頻譜的子帶劃分，各子帶可實現并行測頻，減少移頻環路循環次數，縮短環路循環時間，降低多次循環引起的噪聲積累，提高射頻信號頻率測量檢測信噪比及動態范圍，以適應寬帶高精度高信噪比高動態快速響應的頻率測量需求，與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：
13、1、本專利技術通過光循環移頻環路進行循環移頻的方式實現微波頻率的初步測量，通過多通道采集處理單元對采集信號進行傅里葉變換的方法進一步提高頻率測量的精度，能夠同時進行多個頻率成分的測量，可以實現寬帶高精度測頻要求。
14、2、本專利技術采用光頻梳作為本振光源，結合多通道光濾波器進行頻譜劃分，實現射頻頻譜的子帶劃分，對各子帶并行測頻，可有效縮短移頻環路的循環時間，降低多次循環引起的噪聲積累，提高射頻信號頻率測量檢測信噪比及動態范圍。
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1.基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，包括：激光器(1)、光分束器(2)、電光強度調制器(3)、光循環移頻環路(4)、光頻梳產生單元(5)、光合束器(6)、多通道光濾波器(7)、多通道光電探測器(8)、多通道低通濾波器(9)和多通道采集處理單元(10)；
2.根據權利要求1所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，光循環移頻環路(4)對輸入的光信號進行循環移頻，每循環一次移頻量為fA，循環次數為M。
3.根據權利要求2所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，激光器(1)頻率為fL0，該頻率激光經過光頻梳產生單元(5)產生N個頻率梳齒的光頻梳，光頻梳梳齒頻率分別為fL0、…、fL(N-1)，所有相鄰頻率梳齒之間頻率間隔均為M×fA。
4.根據權利要求2所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，多通道光濾波器(7)具有N個濾波通道，其中第n個濾波通道濾波起始頻率為fL(n-1)，所有光濾波通道的帶寬均為M×fA。
5.根據權利要求2所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，多通道光電探測器(8
6.根據權利要求2所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，多通道低通濾波器(9)具有N個低通濾波通道，所有低通濾波通道的低通截止頻率均為fA。
7.根據權利要求1所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，多通道采集處理單元(10)具有N個采集處理通道，每個采集處理通道分別對每個低通濾波通道輸出電信號進行信號采集和傅里葉變換，最終在多通道采集處理單元(10)中進行每個采集處理通道頻譜數據的拼接和頻率測量。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，光循環移頻環路(4)包括光開關(41)、光纖耦合器(42)、半導體光放大器(43)、光濾波器(44)、聲光移頻器(45)及延時光纖(46)；電光強度調制器(3)輸出的光載射頻信號經過光開關(41)完成光脈沖調制，調制后的光脈沖輸入由光纖耦合器(42)、半導體光放大器(43)、光濾波器(44)、聲光移頻器(45)及延時光纖(46)組成的移頻環路中以完成循環移頻。
9.根據權利要求8所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，光開關(41)的打開時間小于或等于光信號在后面循環結構中進行一次循環所需的時間。
...【技術特征摘要】
1.基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，包括：激光器(1)、光分束器(2)、電光強度調制器(3)、光循環移頻環路(4)、光頻梳產生單元(5)、光合束器(6)、多通道光濾波器(7)、多通道光電探測器(8)、多通道低通濾波器(9)和多通道采集處理單元(10)；
2.根據權利要求1所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，光循環移頻環路(4)對輸入的光信號進行循環移頻，每循環一次移頻量為fa，循環次數為m。
3.根據權利要求2所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，激光器(1)頻率為fl0，該頻率激光經過光頻梳產生單元(5)產生n個頻率梳齒的光頻梳，光頻梳梳齒頻率分別為fl0、…、fl(n-1)，所有相鄰頻率梳齒之間頻率間隔均為m×fa。
4.根據權利要求2所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，多通道光濾波器(7)具有n個濾波通道，其中第n個濾波通道濾波起始頻率為fl(n-1)，所有光濾波通道的帶寬均為m×fa。
5.根據權利要求2所述的基于光頻梳和循環移頻的測頻裝置，其特征在于，多通道光電探測器(8)具有n個光電探測通道，每個光電探測通道分別對每個濾波通道輸出光信號進行光電探測，所有光電探測通道的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張國，戴澤璟，趙丁雷，田朝輝，楊振宇，王潤，童陽，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第三十八研究所，
類型：發明
國別省市：
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