基于微波光子倍频与混频的频谱实时监测方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108918967A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810669937.6(22)申请日2018.06.26(71)申请人南京航空航天大学地址210000江苏省南京市江宁区将军大道29号(72)发明人张方正史经展张道成潘时龙(74)专利代理机构北京德崇智捷知识产权代理有限公司11467代理人杨楠(51)Int.Cl.G01R23/17(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称基于微波光子倍频与混频的频谱实时监测方法及装置(57)摘要本发明公开了一种基于微波光子倍频与混频的频谱实时监测方法。将待测微波信号和本振线性调频信号电光调制于同一光载波上，生成仅保留同一侧的本振线性调频信号n阶边带和待测微波信号一阶边带的调制光信号，n为正整数；对所述调制光信号进行光电探测，然后利用一窄通带中频带通滤波器对所得电信号进行滤波，并提取滤波后信号的包络；根据所述滤波后信号的包络进行时频对应，得到待测微波信号的频谱。本发明还公开了一种基于微波光子倍频与混频的频谱实时监测装置。相比现有技术，本发明的工作频率更高，带宽更大，扫描速度更快。CN108918967ACN108918967A权利要求书1/1页1.基于微波光子倍频与混频的频谱实时监测方法，其特征在于，将待测微波信号和本振线性调频信号电光调制于同一光载波上，生成仅保留同一侧的本振线性调频信号n阶边带和待测微波信号一阶边带的调制光信号，n为正整数；对所述调制光信号进行光电探测，然后利用一窄通带中频带通滤波器对所得电信号进行滤波，并提取滤波后信号的包络；根据所述滤波后信号的包络进行时频对应，得到待测微波信号的频谱。2.如权利要求1所述方法，其特征在于，使用马赫曾德尔调制器级联光带通滤波器的方式将待测微波信号和本振线性调频信号电光调制于同一光载波上，生成所述仅保留同一侧的本振线性调频信号n阶边带和待测微波信号一阶边带的调制光信号。3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述时频对应的公式具体如下：其中，t为时间，t1、t2分别为所述本振线性调频信号的起始频率f1和终止频率f2的对应时刻，fI为所述窄通带中频带通滤波器的通带中心频率，fR为待测微波信号中的频率分量。4.如权利要求1所述方法，其特征在于，n的取值为3。5.基于微波光子倍频与混频的频谱实时监测装置，其特征在于，包括：微波光子倍频单元，用于将待测微波信号和本振线性调频信号电光调制于同一光载波上，生成仅保留同一侧的本振线性调频信号n阶边带和待测微波信号一阶边带的调制光信号，n为正整数；光电探测器，用于对所述调制光信号进行光电探测；窄通带中频带通滤波器，用于对光电探测器输出电信号进行滤波；检波单元，用于提取滤波后信号的包络；信号采集与处理单元，用于根据所述滤波后信号的包络进行时频对应，得到待测微波信号的频谱。6.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述微波光子倍频单元使用马赫曾德尔调制器级联光带通滤波器的方式将待测微波信号和本振线性调频信号电光调制于同一光载波上，生成所述仅保留同一侧的本振线性调频信号n阶边带和待测微波信号一阶边带的调制光信号。7.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述时频对应的公式具体如下：其中，t为时间，t1、t2分别为所述本振线性调频信号的起始频率f1和终止频率f2的对应时刻，fI为所述窄通带中频带通滤波器的通带中心频率，fR为待测微波信号中的频率分量。8.如权利要求5所述装置，其特征在于，n的取值为3。2CN108918967A说明书1/4页基于微波光子倍频与混频的频谱实时监测方法及装置技术领域[0001]本发明涉及一种频谱监测方法，尤其涉及一种基于微波光子技术的频谱监测方法。背景技术[0002]频谱监测主要用于无线通信资源的管理。随着无线通信技术的快速发展，频谱监测技术也需要相应地进步。[0003]当下，人们对通信速率的需求越来越高，而现有的频谱资源已经相当拥挤。为此，5G通信系统将采用更高的频率，更大的工作带宽。因此，未来的无线频谱监测系统也应具有实时监测高频、大带宽微波信号的能力。基于电器件实现的频谱监测技术主要有两种：一种是扫描调谐超外差技术，这种技术的工作频率和带宽受限于电混频器，而且具有扫描速度慢的缺点；另一种是基于快速傅里叶变换(FFT)的技术，这种技术具有测量速度快的优势，但是它的工作频率和带宽受限于模数转换器。[0004]相比于电的频谱监测技术，微波光子频谱监测技术具有大带宽和免电磁干扰等优势。现有的微波光子频谱监测技术可以分为三大类。一是功率监测法，它是将微波信号的频率映射为功率，根据功率得到信号的频率，但是这种方法仅能测量单频微波信号，且所能测量的频率范围有限；二是光信道化法，