浙江大学杨青获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116430128B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310549832.8,技术领域涉及:G01R29/12;该发明授权基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量方法及装置是由杨青;林飞宏;汤明炜;王曦灏设计研发完成,并于2023-05-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量方法及装置在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量方法及装置,属于光学传感和微波测量领域。本发明为解决现有高功率高频微波电场探测时存在的成本高、系统设备复杂、无法兼顾场强和频率测量的问题。本发明装置包括数据处理单元、控制组件、扫频组件、检测组件、信号采集单元。利用移频扫描,通过控制Stokes增益边带和本振边带的同步移频,仅监测kHz~MHz量级的中频信号即可获得未知高功率高频微波信号的频率和电场强度,从而实现了采用低速光电探测器和低速数据采集卡便可测量高频高功率微波信号的频率和场强。
本发明授权基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种利用基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量装置的测量方法,其特征在于,所述基于移频扫描的未知高功率高频微波电场测量装置包括数据处理单元101、控制组件102、扫频组件103、检测组件104和信号采集单元105;所述控制组件102用于控制信号采集单元105的信号采集以及扫频组件103的扫描强度和频率,并将控制信息反馈给数据处理单元101;所述扫频组件103用于发出本振扫描信号和泵浦扫描信号,以对检测组件104进行调制;所述检测组件104用于接收未知微波信号,并对其进行布里渊选择单边带放大和混频转换后输出至信号采集单元105;所述信号采集单元105用于采集检测组件104输出的低频混频信号并发送给数据处理单元101;所述数据处理单元101用于接收信号采集单元105传送回的信号并提取其中指定频率范围的中频信号的强度信息,同时接收控制组件102反馈的本振信号和泵浦信号的频率和强度信息,对数据进行处理并判断是否扫描到未知微波信号的频率,根据判断结果发出相应指令给控制组件102,当扫描到未知微波信号频率时输出其强度和频率信息; 所述测量方法具体如下: S1:利用标准电场对检测组件104进行测量准确度标定,形成标定数据并确定最佳值;将本振信号和泵浦信号的强度设置在所述最佳值;利用频谱仪测量检测组件104中用于产生受激布里渊散射的光纤的布里渊频移值fB;令本振信号频率为fLO,未知微波信号频率为fRF,两者混频后的中频信号频率为fIF=|fRF-fLO|,泵浦信号频率为fP,光载波上未知微波信号边带被最大增益地放大的条件为|fRF-fP|=fB;设中频信号频率fIF为kHz~MHz范围内某一个定值; S2:将检测组件104中的反射式光学电场传感探头放入未知微波信号电场中,启动所述测量装置;扫频组件103发出1组频率为LO0P0的本振信号和泵浦信号至检测组件104;信号采集单元105接收检测组件104输出的混频信号并发送至数据处理单元101,实现所述测量装置的初始化; S3:通过数据处理单元101监测频率为IF的中频信号的强度IF S31:若中频信号强度IF与噪声强度noise满足IFnoise,则证明检测到未知微波信号;接着根据前述S1中各信号之间的频率关系解调并输出未知微波信号的频率RF和强度RF;若未知微波信号测量已完成,则所述测量装置结束工作;若仍需继续测量,则根据步骤S3继续监测IF值; S32:若中频信号强度IF与噪声强度noise满足IFnoise,则证明未检测到未知微波信号,进入步骤S4; S4:测量IF±△范围内是否有差频信号; S41:若出现频率为IF’的差频信号,数据处理单元101根据IF’=|RFLO|及前述S1中的频率关系计算出产生频率为IF的目标中频信号所需的本振信号频率fLOM和泵浦信号频率fPM,其中,fLO’为fIF’时的本振信号频率;随后数据处理单元101根据处理结果发出相应指令给控制组件102,控制组件102根据接收到的指令控制扫频组件103发出目标频率至检测组件104;此时,未知微波信号边带被放大并下转换至频率为fIF的中频信号,输出未知微波信号参数;若未知微波信号测量已完成,则所述测量装置结束工作;若仍需继续测量,则根据步骤S3继续监测IIF值; S42:若fIF±△f范围内无差频信号,则进入步骤S5; S5:启动移频扫描查找未知微波信号,测量fIF±△f范围内是否有差频信号;设本振扫频信号和泵浦扫频信号分别为fLOi和fPi,其中i=1,2,...,n,二者满足关系式|fLOi-fPi|=fB±fIF; S51:若出现频率为fIF’的差频信号,数据处理单元101根据fIF’=|fRF-fLO’|及前述S1中的频率关系计算出产生频率为fIF的目标中频信号所需的本振信号频率fLOM和泵浦信号频率fPM并发出相应指令给控制组件102,控制组件102根据接收到的指令控制扫频组件103发出目标频率至检测组件104;此时,未知微波信号边带被放大并下转换至频率为fIF的中频信号,输出未知微波信号参数;若未知微波信号测量已完成,则所述测量装置结束工作;若仍需继续测量,则根据步骤S3继续监测IIF值; S52:若fIF±△f范围内无差频信号,则说明待测微波信号的频率或强度超量程,或所述测量装置出现故障,需结束测量并查找问题进行系统调试。
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