高精度光子学辅助两步微波频率测量,结合时间和功率映射方法.
Zhangyi Yang1, Zuoheng Liu1, Yuqing Jiang1
1State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, College of Electronic Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 16, 2024
概括
这项研究引入了一种新的两步方法,用于光子辅助的微波频率测量 (MFM). 它结合了频率对时间映射 (FTTM) 和频率对功率映射 (FTPM) 以提高精度和实时性能.
科学领域:
- 光子学和微波工程 摄影学和微波工程
- 光学信号处理 视觉信号处理
背景情况:
- 光学辅助的微波频率测量 (MFM) 与电子方法相比具有优势,包括更宽的带宽和电磁干扰免疫力.
- 现有的方法,如频率对时间映射 (FTTM) 和频率对功率映射 (FTPM),在测量误差,范围和信号类型兼容性方面存在局限性.
研究的目的:
- 提出一种新的两步MFM方法,将FTTM和FTPM结合起来.
- 在MFM中实现实时性能,测量精度和分辨率之间的平衡.
- 克服现有的FTTM和FTPM技术的局限性.
主要方法:
- 使用高速光学扫描和刺激布里卢恩散射 (SBS) 光学波器用于FTTM步骤.
- 在初始FTTM识别后,采用了FTPM原则,并增加了用于精确测量的抽样点.
- 集成的FTTM和FTPM采用双步方法,用于多信号识别和高精度测量.
主要成果:
- 展示了一个能够在1-18 GHz范围内以20 GHz/μs的光学扫描系统.
- 测量误差小于10 MHz. 实现了测量误差小于10 MHz.
- 获得了40 MHz的频率分辨率.
结论:
- 拟议的两步MFM方法有效地平衡了实时性能与高测量精度和分辨率.
- 这种混合方法提高了与独立FTTM或FTPM相比测量多个微波信号的能力.
- 该方法显示了雷达和通信系统中应用的巨大潜力,这些系统需要精确的微波频率测量.


