基于相位调制的光子学瞬时微波频率测量研究

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1、国内图书分类号：TN929．11国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文密级：公开年姓专二零一四年三月ClassifiedIndex：TN929．11U．D．C：621．39SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisPHOTONICINSTANT八NEOUSMICROⅥ给VEFREQUENCYMEASUREMENTBASEDONPHASEMODULATIONGrade：201lCandidate：HuiXiaAcademicDegreeAppliedfor：

2、MasterSpecialty：CommunicationandInformationSystemSupervisor：Prof．WeiPanMarch，2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密

3、刚使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：夏慧日期：)。k‘、太指导老师签名：、、1日期：沏I乍6．弓o西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．设计并实施了针对大信号调制的微波光子频率测量方案。在大信号调制下，微波信号通过相位调制器加载到光载波上，之后该相位调制信号等分为两路，分别通过两路长度不同的色散光纤，实施相位调制．强度调制转换；进而分别测量PD输出的一阶谐波(FOH)和直流分量(DC)，在微波频率与功率比之间建立关系。在此过程中，大信号调制产

4、生的较大的调制指数可以完全消除掉，由此实现了大信号调制下的微波光子频率测量。实验验证了大信号调制情况下微波光子频率测量方案的效果，在7．13GHz的测量范围内，误差低于±0．3GHz。2．基于色散所致微波功率衰减效应设计了一种微波光子瞬时频率测量改进方案。方案中采用四路色散光纤的结构，并对光纤长度进行合理的优化组合。相较之前提出的基于两路色散光纤的微波频率测量方案，增大了测频范围并有效的解决了低频段测频精度不高的问题。通过软件Optisystem对方案进行了仿真验证，在3-24GHz的测频范围内控制误差在±0．2GH

5、z之间。同时，对两路色散光纤的测量系统进行了仿真：在5．17．2GHz的测频范围内得到±0．4GHz的误差范围。通过对比证明了改进方案在测频范围和测量精度上的优化。不过方案在系统响应速度以及复杂性上存在一些不足之处，可根据实际测频需要进行选择。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学

6、位论文作者签名：夏慧日期：刀H6．弓o西南交通大学硕士研究生学位论文第1页捅要瞬时频率测量(IFM)技术是现代化电子战的一项十分关键的技术。在电子对抗和其它军事系统中，可以利用IFM迅速识别未知的雷达信号及突发通信信号频率。随着信号速率的增加，传统的电子处理系统存在非常严重的瓶颈，因此将光子技术引入微波频率测量。微波光子频率测量具有低损耗、宽带宽、电磁干扰免疫、小型便携等优点，成为当前研究的热点之一。鉴于强度调制器的偏置漂移会引入较大的测量误差，本文着重研究了基于相位调制的微波光子频率测量方案，基于多路色散光纤设计了

7、一种改进的微波光子频率测量方案，设计并实施了针对大信号调制情况的微波光子瞬时频率测量方案。具体研究内容如下：(1)分析了电光相位调制器和强度调制器的结构以及调制原理，对基于色散光纤实现PM．IM转换的微波信号传输模型、微波频率倍频模型和上变频模型进行了推导分析。(2)基于色散所致微波功率衰减效应设计了一种微波光子瞬时频率测量改进方案。方案中采用四路色散光纤的结构，以产生四个不同的功率衰减函数，并对光纤长度进行合理的优化组合。相较之前提出的基于两路色散光纤的微波频率测量方案，增大了测频范围并有效的解决了低频段测频精度不

8、高的问题。通过软件Optisystem对方案进行了仿真验证，在3-24GHz的测频范围内控制误差在±0．2GHz之间。同时，对两路色散光纤的微波频率测量系统进行了仿真，在5—17．2GHz的测频范围内得到±0．4GHz的误差范围。对比证明了改进方案在测频范围和测量精度上的优化，与理论分析相吻合。(3)设计并实施了针对大信号调制的微波光子频率测量