数字输出式光子技术型微波频率感知研究

微波检测与感知是电子信息领域的基础性功能和关键技术。以光子技术实施检测与感知，具有瞬时带宽大、抗电磁干扰等显著优势，能够适应日趋复杂的电磁应用及环境。在此背景下，围绕频率感知与测量这一基本功能，本项目针对数字化发展趋势与需求，探索数字输出式光子技术型机制及解决方案。首先，探讨单频微波信号的频率测量：构建具有不同初始相位值、不同自由频谱区的光子梳状滤波阵列，以此对经微波信号调制而生成的光边带进行滤波；经光功率探测、判决后直接获得数字编码输出。其次，研究并发展多频分量信号的频率感知：以频谱分割的宽带非相干光源加载微波信号，进而以光子信道化滤波方式对多个微波频率分量导致的光边带进行处理，从而以数字输出结果同时感知多个分量。最后，优化并提高这两类数字输出式检测的分辨率、稳定性、以及降低差错率。这些研究工作及成果对于宽带微波检测与分析将具有积极理论意义和应用价值。

基于微波光子技术的大带宽、低频率相关性损耗、强抗电磁干扰等特征，探索微波频率测量的新机理和方法，从而对单频微波分量和多频微波分量实施感知和测量，实现了数字编码的输出结果，并将其拓展应用到微波到达角度、码元速率测量等。这些研究工作取得了一系列创新性成果，对于宽带微波信号的接收和分析具有重要意义。.1.) 针对单频微波分量，设计了3种不同类型的光梳状滤波器，依次为倍增FSR式光梳状滤波器阵列、相移光梳状滤波器、改进型光梳状滤波器，分别在0~40GHz范围内实现了5-比特二进制编码的数字化测频输出。.2.) 针对多频微波分量，基于频率-功率映射原理，将脉冲微波信号和连续波微波在光域中转化为直流信号和交流信号并分离，实现了以数字编码(0、1)标识的信号类型检测功能和微波频率测量功能。同时，通过构建频谱可控的受激布里渊散射效应，构建信道特性可调控的光子微波信道化滤波器组，实现了矩形系数良好、带宽为几十MHz的信道化接收机：在每个信道输出端以数字编码(0、1)标识有无微波频率分量。.3.) 在数字化微波测频研究的基础上，将其原理和结构拓展应用到其它微波参数测量，利用级联的电光调制器等，先后实现了微波信号到达角度、微波信号码元速率的测量和提取。