微波光子测量技术

微波光子测量作为微波光子学的主干研究方向之一，立足于光子学的大瞬时带宽和低传输损耗等本征优势，为现代微波测量开辟新途径。本书针对电磁空间和电磁频谱等发展规划下微波测量全域宽开的重大需求和严峻挑战，以先进光子学赋能微波全域 （频域、时域、空域、能量域）宽开测量，分为频域测量、时域测量、空域测量、能量域测量四大板块，系统地介绍了微波光子测量的基本原理、技术方案和应用实践等研究成果。

目录
丛书序
序
第1章 光子学微波测量 1
1.1 光子学微波频域测量 3
1.1.1 微波瞬时频率测量 3
1.1.2 微波频谱分析 5
1.2 光子学微波时域测量 6
1.3 光子学微波空域测量 7
1.4 光子学微波能量域测量 8
1.5 小结与展望 9
参考文献 9
第2章 光子学微波频率测量 12
2.1 微波频率测量的典型理论方法及进展 12
2.1.1 微波瞬时频率测量 12
2.1.2 微波多普勒频移测量 17
2.1.3 微波相位噪声测量 20
2.2 光子学微波瞬时频率测量 22
2.2.1 基于光子学微波滤波的微波瞬时频率测量 22
2.2.2 基于光滤波的微波瞬时频率测量 33
2.2.3 基于光域混频的微波瞬时频率测量 38
2.2.4 基于频率-时间映射的微波瞬时频率测量 40
2.2.5 基于光子学数字化微波瞬时频率测量 44
2.3 光子学微波多普勒频移测量 49
2.3.1 串联结构的多普勒频移测量 49
2.3.2 并联结构的多普勒频移测量 55
2.4 光子学微波相位噪声测量 59
2.4.1 基于光延迟线的相位噪声测量 60
2.4.2 基于微波光子下变频的微波相位噪声测量 61
2.4.3 基于双通道互相关的微波相位噪声测量 63
2.5 小结与展望 63
参考文献 64
第3章 光子学微波频谱分析与测量 72
3.1 频谱分析的典型理论方法及进展 72
3.2 光子学扫描型频谱分析 75
3.3 光子学实时傅里叶变换与频谱分析 78
3.3.1 频率-时间映射法 78
3.3.2 基于时域拉伸的傅里叶变换 83
3.3.3 基于循环频移的傅里叶变换 84
3.3.4 光学分数阶傅里叶变换 86
3.4 光子学信道化频谱分析与测量 88
3.4.1 基于多信道光滤波器的信道化分析 88
3.4.2 基于光学频率梳的信道化分析 91
3.5 光子学离散频域处理与微波频谱分析 95
3.5.1 基于离散频域处理的带宽伸缩技术 95
3.5.2 基于离散频域处理的频谱分析 102
3.6 光子学分布式电磁干扰实时监测 115
3.6.1 应用案例一：高速铁路场景电磁干扰监测系统与应用 115
3.6.2 应用案例二：FAST电磁静默环境的超宽带电磁监测 123
3.7 小结与展望 124
参考文献 126
第4章 光子学微波时域测量 135
4.1 光子学时域测量的典型理论方法及进展 135
4.1.1 光学梳状/线性滤波型时域多参数测量原理 135
4.1.2 光子学时域测量的进展与挑战 139
4.2 光子学微波信号时域多参数测量 139
4.2.1 窄带脉冲微波信号的时域多参数测量 139
4.2.2 宽带脉冲微波信号的时域多参数测量 141
4.3 光子学微波信号调制格式识别 146
4.3.1 基于多维参数提取的信号调制格式识别 146
4.3.2 基于深度学习的信号调制格式识别 152
4.4 光子学超快/超短脉冲信号检测 157
4.5 小结与展望 159
参考文献 160
第5章 光子学微波空域测量与定位 162
5.1 空域测量与定位的典型理论方法及进展 162
5.1.1 空域测量对象 162
5.1.2 定位基本原理 166
5.1.3 卫星导航的定位与测姿原理 171
5.2 光子学微波测向技术 174
5.2.1 角度-功率映射型到达角测量 174
5.2.2 角度-相位映射型到达角测量 178
5.2.3 基于时差的到达角测量 182
5.3 光子学微波定位技术 183
5.3.1 间接定位技术 183
5.3.2 直接定位技术 193
5.3.3 三维定位技术 197
5.4 光载卫导三维基线测量技术 205
5.4.1 双差型光载GNSS测量技术 205
5.4.2 单差型光载GNSS测量技术 207
5.5 小结与展望 212
参考文献 213
第6章 光子学微波能量域检测 217
6.1 低功率信号测量的典型理论与方法及进展 217
6.1.1 相干叠加技术 217
6.1.2 光电振荡器注入锁定增强技术 220
6.2 低功率宽带微波信号光子学检测 221
6.2.1 基于时域相干叠加的弱微波信号检测 221
6.2.2 基于频域相干叠加的弱微波信号检测 222
6.2.3 基于光电振荡器增强的微弱信号检测 238
6.3 高功率微波信号光子学检测 246
6.4 小结与展望 248
参考文献 248
第7章 光子学微波测量发展趋势与展望 251
7.1 微波光子测量功能一体化 251
7.1.1 多域微波测量功能一体化 251
7.1.2 微波雷达与通信功能一体化 253
7.2 微波光子测量系统集成化 258
7.2.1 微波频率测量系统的光子学集成 259
7.2.2 多功能微波光子片上集成系统 261
7.3 微波光子测量技术智能化 269
7.3.1 AI赋能的微波光子测量技术 269
7.3.2 光智能计算与芯片 275
7.4 小结与展望 277
参考文献 277