一種利用雙路相移布拉格光柵的快速微波頻率測量方案*

李城鑫,毛久兵

(1.成都大學 電子信息與電氣工程學院，成都 610106；2.中國電子科技集團公司第三十研究所，成都 611730)

0 引 言

在當今通信、導航、交通與自動控制、電子戰及雷達等相關領域中，如何快速實現微波信號檢測和分析至關重要。其中，微波頻率作為測量的關鍵參數，已被廣泛研究[1]。早期的電子式微波頻率測量系統受“電子瓶頸”的限制，使得頻率測量范圍受限，且結構復雜、易受電磁干擾[2]。對此，微波光子技術因其低損耗、高帶寬、抗電磁干擾及調諧靈活等優勢可用來開展頻率測量工作[3-12]。文獻[3]提出基于特殊布拉格光柵的微波頻率測量結構，該結構利用布拉格光柵的透射和反射特性實現1～10 GHz測頻范圍，但測頻范圍無法調諧。文獻[4-5]提出基于互補光濾波器對的微波頻率測量結構實現寬帶測頻，且測頻范圍具有可調諧性，然而測頻范圍受限于光濾波器的自由頻譜范圍(近似為自由頻譜范圍的一半)。文獻[6-9]提出基于色散導致功率衰減效應的頻率測量方案，可完成寬帶測頻，然而雙調制器或雙激光源的引入增加了系統的復雜度。文獻[10-13]提出基于受激布里淵散射(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)效應的寬帶頻率測量方案，可實現精度較高的頻率測量，然而基于SBS的測量方案需配備高功率的泵浦光才能產生非線性效應，且易受環境影響。

針對文獻[3-13]的不足，本文設計了一種結構簡單、測頻范圍可大范圍動態調整的微波頻率測量系統，主要由一個相位調制器(Phase Modulator,PM)、兩個相移布拉格光柵(Phase-shift Fiber Brag Gratings,PS-FBGs)和兩個光環形器組成。……