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传统的瞬时测频接收机采用电子学的方法,受限于电子器件的制造工艺,难以实现大带宽的瞬时频率测量,微波光子技术结合了微波和光学技术的优势,将电信号调制到光域处理,损耗低、工作带宽大、系统体积小、抗电磁干扰,为瞬时测频接收机性能的提升和改进提供了可能。本文重点研究了光子学辅助的频率测量技术及其相关指标,主要工作如下:1.介绍了微波光子测频的基本原理,对相关的调制器、偏振器件和微波光子链路的性能进行数学推导和分析。对偏振控制器的不同应用方式做了数学分析和仿真验证,并在不同调制格式下结合光纤色散导致的衰落对链路增益公式进行数学推导。2.提出了一种基于双偏振马赫增德尔调制器(DPol-MZM)的频率-微波功率映射型测量方案。该方案令DPol-MZM集成的两个调制器分别工作在不同的调制模式下从而构造出幅度比较函数(ACF)。仿真验证了系统在0.2-27GHz的测频能力,在0.6-13.5GHz内测量误差保持在?0.2GHz。3.提出了一种基于马赫增德尔调制器(MZM)的频率-微波功率映射型测量方案。该方案利用MZM只对偏振方向与MZM调制主轴一致的载波进行调制的特性构造出ACF函数。仿真验证了系统在0.2-31.8GHz的测频能力,在2-27GHz内测量误差保持在?0.2GHz。该方案可以通过调整偏振态和光纤长度可以实现测量范围的调节,通过拼接多段高精度的测频区间打破测频范围与测频精度间的制约关系。4.提出了一种基于DPol-MZM的频率-光功率映射型测量方案。该方案通过DPol-MZM和保偏光纤实现了一对互补滤波器从而构造出ACF函数。仿真验证了系统在0.2-25GHz的测频能力,在0.2-25GHz内测量误差保持在?0.15GHz。5.提出了一种基于MZM的频率-光功率映射型测量方案。该方案通过MZM、光延时线(ODL)和90度光混合耦合器实现了一对互补滤波器。仿真验证了系统在0.2-20GHz的测频能力,在0.2-10GHz内测量误差保持在?0.1GHz。6.提出了一种基于双偏振正交相移键控(DP-QPSK)调制器的多频点测频方案。该方案利用DP-QPSK构建了一对谱线间隔不同的光梳对,并通过两个波分复用器和多组IQ混频结构将频率映射到空间上的不同通道。仿真验证了方案的多频点测频能力,在0-7GHz内测频精度达MHz级别。7.将现有的偏振稳定结构结合到所提出的基于DPol-MZM的频率测量方案中,改进了频率方案的偏振稳定性,对优化后方案进行了简要理论分析。