CN111313983A - 微波瞬时频率提取和放大方法及瞬时频率测量方法与系统 - Google Patents

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Abstract

微波瞬时频率提取和放大方法及瞬时频率测量方法与系统，其中，微波瞬时频率提取和放大方法包括以下步骤：通过将待测信号注入能够产生自激振荡的光电混合环路，基于游标卡尺效应提取待测信号瞬时频率，并通过自激振荡使得携带待测信号瞬时频率的单频信号稳定输出，实现待测信号的瞬时频率在被提取的同时被进一步放大。本发明突破了传统电子式瞬时频率测量系统的“电子瓶颈”，具有大带宽、抗电磁干扰等优点；本发明基于光电混合闭环的方式来提取瞬时频率，克服了光学相干系统的环境敏感性、测量精度对部分器件参数的高敏感性等缺点，可以在提高系统的测量精度的同时保证系统的实用性，能够在工程实践中得到广泛应用。

Description

微波瞬时频率提取和放大方法及瞬时频率测量方法与系统
技术领域
本发明涉及微波技术与光通信技术的交叉领域，特别涉及一种微波瞬时频率提取和放大方法及瞬时频率测量方法与系统。
背景技术
随着当前信息化战争的愈演愈烈，掌握信息的主动权变得至关重要。在信息化战争中为破坏敌方的信息系统，需及时对敌方雷达载波信号进行捕获并破解。瞬时频率的大小等于被调制载波的相位对时间求导并除以2π，对于单频载波而言，其值为常量，对于变频通信，其值会随着时间发生变化，因此，快速识别敌方雷达信号载波的瞬时频率具有重要意义。
对于微波频段的瞬时频率测量，受限于模/数转换器的采样频率，显然不能直接采用数字信号处理技术来完成；传统测量方案通常基于微波系统来实现，采用鉴相的方法来提取载波的相位信息，但受限于“电子瓶颈”，不能获得大的测量带宽，且系统复杂、体积笨重、电磁干扰较为严重。微波光子学作为微波学和光学的交叉学科，基于光纤的大带宽、低损耗、抗电磁干扰等优点可突破微波瞬时频率测量的“电子瓶颈”，但现有报道中鉴于“相干通信的稳定性差”、“测量精度对部分器件参数过于敏感”等因素，使得测量精度较差且实用性不强，例如：对于X波段(8-12GHz)的瞬时频率测量，测量精度均劣于MHz量级。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种微波瞬时频率提取和放大方法，利用光电振荡器的自激振荡效应实现瞬时频率的提取与放大，以克服了光学相干系统的环境敏感性、测量精度对部分器件参数的高敏感性的缺点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种微波瞬时频率提取和放大方法，通过将待测信号注入能够产生自激振荡的光电混合环路，基于游标卡尺效应提取待测信号瞬时频率，并通过自激振荡使得携带待测信号瞬时频率的单频信号稳定输出，实现待测信号的瞬时频率在被提取的同时被进一步放大。
其中，所述基于游标卡尺效应提取待测信号瞬时频率是通过让光电混合环路内多模振荡信号的各模式振荡分量在一个FSR内移动，当待测信号瞬时频率与环内多模振荡信号的某个模式振荡信号对应的频率一致时，该频点对应的种子源能量将大于其它频点，进而对其它频点的信号进行有效抑制，成为主模振荡信号，从而使得振荡信号相位值将被锁定，完成注入锁定的物理过程，实现对待测信号瞬时频率的提取。
进一步地，所述主模振荡信号产生稳定的单模振荡，形成所述单频信号，携带待测信号瞬时频率的单频信号通过自激振荡形成稳定输出，由此被进一步放大。
其中，所述光电混合环路包括首尾依次连接的耦合器1、耦合器2、电光强度调制器、光滤波器、光纤延时线、光放大器、光电探测器以及电移相器，所述电光强度调制器连接有激光器；所述光电混合环路内部噪声通过电光强度调制器对激光器发射的连续波激光进行强度调制后转换为光信号，已调光信号通过光滤波器在光域滤波，通过光纤延时线实现延时后进入光放大器，补偿信号转换与传输产生的损耗，最终通过光电探测器完成光-电转换，还原成微波信号再进入电移相器，通过调谐电移相器，让多模振荡信号的各模式振荡分量在一个FSR内移动，经过电移相器进行相位调整的微波信号进入耦合器1，然后通过耦合器2进入到电光调制器的微波输入端口进行二次循环；所述耦合器1起到合波的作用，通过合波将待测信号引入光电混合环路内，实现待测信号对环内振荡信号的“注入锁定”过程；所述耦合器2起到分波的作用，携带待测信号瞬时频率的单频信号通过自激振荡后从耦合器2稳定输出。
进一步地，在所述光电混合环路中还包括微波滤波器，所述微波滤波器设置在耦合器1和耦合器2之间，微波信号通过耦合器1进入微波滤波器实现电域滤波后再输入耦合器2。
在上述微波瞬时频率提取和放大方法的基础上，本发明还提供一种微波瞬时频率测量方法，先对经自激振荡稳定输出的携带待测信号瞬时频率的单频信号进行下变频，实现中频输出；然后，对输出的中频信号实现模/数转换，通过数字信号处理完成傅里叶变换获取中频信号频率值，进而计算出待测信号的瞬时频率值。
其中，携带待测信号瞬时频率的单频信号通过混频器与本振源提供的一微波振荡源进行混频，完成下变频后再通过一中频滤波器抑制其它变频分量，实现中频输出；中频输出信号通过模数转换器进行采样、保持、量化与编码四个过程后转换成数字信号，然后进入数字信号处理器中进行傅里叶变换，通过数值求解得出fIF的具体数值，最后基于公式fRF＝fLO-fIF得出待测信号的瞬时频率值，其中fIF为中频信号频率值，fRF为待测信号的瞬时频率值，fLO为本振源频率值。
基于上述微波瞬时频率测量方法，本发明还提供一种微波瞬时频率测量系统，其包括；
瞬时频率提取与放大单元，包括能够产生自激振荡的光电混合环路，通过将待测信号注入能够产生自激振荡的光电混合环路，基于游标卡尺效应提取待测信号瞬时频率，并通过自激振荡使得携带待测信号瞬时频率的单频信号稳定输出，实现待测信号的瞬时频率在被提取的同时被进一步放大；
单频信号下变频单元，用于对经自激振荡稳定输出的携带待测信号瞬时频率的单频信号进行下变频，实现中频输出；
数字信号处理单元，用于对输出的中频信号实现模/数转换，并完成傅里叶变换获取中频信号频率值，再根据获取的中频信号频率值计算待测信号的瞬时频率值。
其中，在所述瞬时频率提取与放大单元中，所述光电混合环路包括首尾依次连接的耦合器1、耦合器2、电光强度调制器、光滤波器、光纤延时线、光放大器、光电探测器以及电移相器，所述电光强度调制器连接有激光器；所述光电混合环路内部噪声通过电光强度调制器对激光器发射的连续波激光进行强度调制后转换为光信号，已调光信号通过光滤波器在光域滤波，通过光纤延时线实现延时后进入光放大器，补偿信号转换与传输产生的损耗，最终通过光电探测器完成光-电转换，还原成微波信号再进入电移相器，通过调谐电移相器，让多模振荡信号的各模式振荡分量在一个FSR内移动，经过电移相器进行相位调整的微波信号进入耦合器1，然后通过耦合器2进入到电光调制器的微波输入端口进行二次循环；所述耦合器1起到合波的作用，通过合波将待测信号引入光电混合环路内，实现待测信号对环内振荡信号的“注入锁定”过程；所述耦合器2起到分波的作用，携带待测信号瞬时频率的单频信号通过自激振荡后从耦合器2稳定输出。
进一步地，所述单频信号下变频单元包括混频器、与所述混频器连接的中频滤波器以及用于提供微波振荡源的本振源，携带待测信号瞬时频率的单频信号通过混频器与本振源提供的微波振荡源进行混频，完成下变频后再通过中频滤波器抑制其它变频分量，实现中频输出；所述数字信号处理单元包括与中频滤波器连接的模数转换器以及与所述模数转换器连接的数字信号处理器，中频输出信号通过模数转换器进行采样、保持、量化与编码四个过程后转换成数字信号，然后进入数字信号处理器中进行傅里叶变换，通过数值求解得出fIF的具体数值，最后基于公式fRF＝fLO-fIF得出待测信号的瞬时频率值，其中fIF为中频信号频率值，fRF为待测信号的瞬时频率值，fLO为本振源频率值。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明突破了传统电子式瞬时频率测量系统的“电子瓶颈”，具有大带宽、抗电磁干扰等优点；本发明基于光电混合闭环的方式来提取瞬时频率，克服了光学相干系统的环境敏感性、测量精度对部分器件参数的高敏感性等缺点，可以在提高系统的测量精度的同时保证系统的实用性，能够在工程实践中得到广泛应用。
附图说明
图1是本发明所涉微波瞬时频率测量方法的测量步骤示意图；
图2是本发明所涉微波瞬时频率测量系统的结构图；
图3是测量原理分析示意图；
图4是信号功率谱密度实测数据。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员更好地理解本发明相对于现有技术的改进之处，下面结合附图对本发明作更进一步的说明，应当理解的是，下面提及的实施例仅用于对本发明进行说明，而非对本发明的具体限制。
图1是本发明所涉微波瞬时频率测量方法所对应的测量步骤示意图，包括瞬时频率提取与放大、单频信号下变频、数字信号处理三个步骤。该三个步骤所涉的功能由图2所示微波瞬时频率测量系统结构图中对应的第一、二、三部分完成。具体而言：
一、瞬时频率提取与放大
瞬时频率提取与放大旨在对待测信号的瞬时频率进行提取并通过光电混合环路形成一单频信号，该单频信号通过环路的自激振荡后放大，实现稳定输出。其功能由图2对应的第一部分模块(即瞬时频率提取与放大单元)来实现。
具体而言，该第一部分模块包括耦合器1、微波滤波器(备选器件)、耦合器2、激光器、电光强度调制器、光滤波器、光纤延时线、光放大器、光电探测器以及电移相器，其构成一闭合的光电混合环路。振荡起源于环内的噪声，在高频段以高斯噪声为主，其噪声谱密度为常数，对于某个特定频率分量信号，当该信号循环一周时，只要满足巴克豪森条件(即开环增益大于1，相移量为2π的整数倍)就能产生自激振荡，一般而言，能够满足巴克豪森条件的特定频率分量信号有多个。
具体而言，能够产生自激振荡的光电混合环路即所谓的光电振荡器，其原理为：系统内部噪声通过电光强度调制器对激光器发射的连续波激光进行强度调制后转换为光信号，已调光信号通过光滤波器在光域滤波，通过光纤延时线实现延时后进入光放大器，补偿信号转换与传输产生的损耗，最终通过光电探测器完成光-电转换，还原成微波信号；还原后的微波信号经过电移相器进行相位调整后通过耦合器1进入微波滤波器实现电域滤波，然后通过耦合器2进入到电光调制器的微波输入端口进行二次循环。耦合器1起到合波的作用，通过合波将待测信号引入环内，实现待测信号对环内振荡信号的“注入锁定”过程；耦合器2起到分波的作用，用于将通过第一部分模块处理后的信号引入到下一模块内。需要指出的是，本发明所涉光电混合环路采用了光域、电域二次滤波方案，其中，电域滤波为可备选过程，便于系统调试，即微波滤波器为备选器件。
光电振荡器产生自激振荡的简要理论分析如下：振荡源于环内高斯噪声，根据近似线性理论，设该噪声在频率f处对应的分量为Vin＝V0cosωt，用复数可表达为Vin＝V0ejωt，其中，V0为信号幅值，ω＝2πf为信号角频率，t为时间。通过第一次循环后，信号可表达为：
Figure BDA0002385852600000071
其中g1为第一次循环的环内增益，τ为环内光纤延时线提供的延时，
Figure BDA0002385852600000072
为环内附加相移动；
同理，通过第二次循环后的信号可表达为：
Figure BDA0002385852600000073
其中g2为第一次循环的环内增益；
通过第n次循环后的信号可表达为：
Figure BDA0002385852600000074
其中gn为第n次循环的环内增益。振荡信号为多次循环信号之和，即
Figure BDA0002385852600000075
振荡源于高斯噪声，所以起振信号非常小，即V0→0，为简化计算，可令g1≈g2…≈gn≈g，其中g为约等于1的常量，则第n次循环后的信号可简化为：
Figure BDA0002385852600000081
利用等比数列求和可得振荡信号为：
Figure BDA0002385852600000082
基于公式
Figure BDA0002385852600000083
可求得振荡信号的功率为：
Figure BDA0002385852600000084
调整电移相器，使得
Figure BDA0002385852600000085
(n为整数)，由上式不难看出，当ωτ＝n·2π(n为正整数)时，上式可取最大值，即频率
Figure BDA0002385852600000086
(n为正整数)的单频点信号可以产生振荡，两个相邻振荡信号的频率差定义为自由谱范围(Free spectrum range,FSR)，即得出
Figure BDA0002385852600000087
τ为光纤的延时量，其值根据
Figure BDA0002385852600000088
求得，其中，n0为光纤延时线的折射率(SMF-28单模通信光纤折射率为1.5左右)，l为光纤长度，c为光在真空中的传播速率(其值为3×108m/s)，例如：对于3km光纤，其延时量为15us，对应的FSR大约为67kHz，光纤长度与FSR成反比，也就是说在雷达通信的常用X波段(8-12GHz)，能够起振的模式有
Figure BDA0002385852600000089
如果系统内的光、电二级滤波器均允许这些模式信号通过，这些单频点信号将在“模式竞争”中处于动态平衡，均能产生振荡。需要指出的是，由(1)式不难看出，可通过调谐电移相器来控制附加相位
Figure BDA00023858526000000810
值，最终改变单频振荡信号对应的频点，相位
Figure BDA00023858526000000811
从0到2π的调谐范围可让单频振荡信号在一个FSR内产生频移，也就是说，通过改变附加相位
Figure BDA00023858526000000812
值可让振荡信号频点覆盖整个频率范围。
进一步，基于“游标卡尺”效应，当有外部信号注入到环内时，“模式竞争”的动态平衡将被打破。通过注入外部信号，功率值大的种子信号将会在“模式竞争”中取得优势，最终战胜其它模式，成为振荡信号的“主模”，其它模式即为“边模”，最终“主模”信号通过不断循环抽取“边模”信号的能量，对“边模”进行有效抑制，整个振荡信号由多模信号转变为单模信号，即单频信号。待测信号通过耦合器1注入到环内，调谐环内电移相器，让多模振荡信号的各模式振荡分量在一个FSR内移动，当待测信号瞬时频率与环内多模振荡信号的某个模式振荡信号对应的频率一致时，该频点对应的种子源能量将大于其它频点，通过“模式竞争”能够对其它频点的信号进行有效抑制，成为“主模”振荡信号，也就是说通过向环内注入待测信号，基于“游标卡尺”效应，振荡信号相位值将被锁定，完成“注入锁定”的物理过程，实现了对待测信号瞬时频率的提取过程。
进一步，待测信号的注入打破“多模竞争”的动态平衡，使得“主模”在竞争中取胜，形成稳定的单模振荡，即单频信号，也就是说，待测信号的瞬时频率被提取的同时，携带该频率的单频信号通过自激振荡形成稳定输出，即被进一步“放大”。
综上所述，一方面，通过光电混合环路的注入锁定原理，最终实现了对待测信号瞬时频率的提取与放大；另一方面，本系统大部分采用了光子器件，对于C波段光通信而言0.8nm对应100GHz的处理带宽，此外，除了备选器件，其它微波器件均具有超宽带特性，保证了测量系统的超宽带性。
二、单频信号下变频
通过第一部分模块完成了对待测信号瞬时频率的提取与放大以后，振荡信号通过耦合器2连接至第二部分模块(即单频信号下变频单元)，实现单频信号下变频的信号处理功能。该模块旨在对高频微波段的单频信号进行下变频处理，以便后续的数字信号处理的实施。要实施数字信号处理，必须通过高速模/数转换器将模拟信号转换为数字信号，根据奈奎斯特采样定理，采样速率必须大于信号最高频率的2倍时，采样之后的数字信号才能完整地保留原始信号中的信息，故只有降低频率才能有足够高采样频率的模/数转换器将模拟信号离散化。
由图2中第二部分模块所示，该下变频系统由本振源、混频器以及中频滤波器组成，具体而言，单频输入信号通过混频器与本振源提供的一微波振荡源进行混频，完成下变频后再通过一中频滤波器抑制其它变频分量。其理论分析如下：
设输入的单频信号为
Figure BDA0002385852600000101
其中ARF、fRF与θ1分别为单频信号的幅度、频率与初相位；本振源为
Figure BDA0002385852600000102
其中ALO、fLO与θ2分别为本振源的幅度、频率与初相位。通过混频器后，输出信号可表示为：
VM＝βVLOVRF，其中，β为混频损耗因子，化简可得：
Figure BDA0002385852600000103
其中fIF＝fLO-fRF，fAF＝fLO+fRF，通过中频滤波后，仅保留上式中的第一项，即为中频输出项，如忽略滤波器的相移与插损，中频输出信号可表示为：
Figure BDA0002385852600000104
图3是测量原理分析示意图，该示意图给出了“一、瞬时频率提取与放大”与“二、单频信号下变频”两个测量步骤的原理分析。待测信号通过注入光电混合环路后，其相位被锁定，一方面，通过注入锁定的物理机制，待测信号的瞬时频率被提取；另一方面，携带瞬时频率的单频信号基于“模式竞争”机制对其它边摸信号进行有效抑制，通过自激振荡后形成稳定输出，实现了放大的效果。为便于后期的数字信号处理，单频输出信号通过混频器完成下变频，实现中频输出。
三、数字信号处理
图2中的第三部分模块(即数字信号处理单元)主要由模数转换器与数字信号处理器两部分组成。中频输出信号通过模数转换器进行采样、保持、量化与编码四个过程后转换成数字信号，然后进入数字信号处理器中进行傅里叶变换，通过数值求解得出fIF的具体数值，最后基于公式fRF＝fLO-fIF得出待测信号的瞬时频率值。
综上所述，本发明所述测量方案采用注入锁定光电混合环路来提取待测信号瞬时频率并对携带该频率的单频信号进行放大，通过混频处理实现下变频，然后采用数字信号处理求得瞬时频率值。从理论上讲，本发明所述测量方案对瞬时频率的测量精度并无局限，理论上测量精度值可达到100％，实现瞬时频率的准确测量。
基于图2结构搭建实验平台，为便于实验，采用Rohde&Schwar公司型号为ZNB20网络分析仪内置源来模拟待测的信号，注入至光电混合振荡环路内；第一部分模块电路不变；第二、三部分模块电路采用Rohde&Schwarz型号为FLS18的频谱分析仪来代替，实现下变频与数字信号处理的功能。
在第一部分模块电路中，激光器采用Ortel公司型号为1772的分布反馈型半导体激光器，电光强度调制器采用Convega公司型号为LN058的低半波电压马赫-增德尔型电光强度调制器，光电探测器采用Optilab公司的型号为PD-30高饱和功率(大于35mW)、高速(30GHz)PIN型探测器，光放大器采用深圳市高光特光电科技有限公司型号为HLT-EDFA-D-C-40-35-1-0-FA的掺铒光纤放大器，光纤延时线采用康宁公司型号为SMF-28的3km单模通信光纤，耦合器1与耦合器2均采用南京迈勤科技有限公司型号为XCPL的微波耦合器，微波滤波器采用南京业康微波技术有限公司型号为NF-10G-25M、中心频率为10GHz的微波窄带滤波器，光滤波器采用TeraXion公司型号为PWS-TFC的C波段可调窄线宽光滤波器，电移相器采用PMI公司型号为PS-360-DC-3OPTION618-15D的微波可调移相器。
实验过程为：通过调节电光强度调制器的直流偏置电压与光放大器的增益来改变开环增益，当增益大于1时，光电混合环路开始产生自激振荡，形成多模的振荡信号，各模式通过竞争达到动态平衡；开启网络分析仪内置源来模拟待测信号，调整其功率值为-20dBm、频率为10GHz，注入光电混合环路；调谐电移相器，基于“游标卡尺”效应，让注入的10GHz信号与混合环路的某振荡模式分量对应的频率实现严格对准，此时，原“多模竞争”的动态平衡将被打破，10GHz对应的振荡信号分量将在“模式竞争”中取得优势，获取振荡信号的绝大部分能量而成为“主模”，其它振荡分量将被抑制，成为“边模”。图4为本实验的实测数据，其中，图4(a)为待测信号注入前光电混合环路自由振荡信号的实测功率谱密度，由图不难看出，振荡信号在400kHz的范围内存在多个谐振模式，其FSR约为67kHz，这与上文所述的理论分析值是一致的。图4(b)为待测信号注入光电混合环路，振荡信号对其相位进行锁定，“模式竞争”的动态平衡被打破，形成单模信号稳定输出后的实测功率谱密度值，由图不难看出：1.该振荡信号的频率与待测信号(即注入信号)的瞬时频率严格一致，即完成了瞬时频率的提取过程；2.通过光电混合环路的自激振荡，注入信号从功率值-20dBm过渡到单频振荡信号功率值9dBm，即完成了瞬时频率的放大过程；3.注入信号频率与频谱仪测量的单频振荡信号频率无明显偏差，证实了本发明所述测量方案具有高的测量精度。
综上所述，本发明突破传统电子式瞬时频率测量系统的“电子瓶颈”，具有大带宽、抗电磁干扰等优点。较其它微波光子式测量系统而言，本发明基于光电混合闭环的方式来提取瞬时频率，克服了光学相干系统的环境敏感性、测量精度对部分器件参数的高敏感性等缺点，在保证大带宽、抗电磁干扰等有益性效果的同时极大地提高了测量精度，实现了微波瞬时频率的高精度测量，且系统简洁，实用性强，可以在工程实践中广泛应用。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (10)

1.微波瞬时频率提取和放大方法，其特征在于：通过将待测信号注入能够产生自激振荡的光电混合环路，基于游标卡尺效应提取待测信号瞬时频率，并通过自激振荡使得携带待测信号瞬时频率的单频信号稳定输出，实现待测信号的瞬时频率在被提取的同时被进一步放大。
2.根据权利要求1所述的微波瞬时频率提取和放大方法，其特征在于：所述基于游标卡尺效应提取待测信号瞬时频率是通过让光电混合环路内多模振荡信号的各模式振荡分量在一个FSR内移动，当待测信号瞬时频率与环内多模振荡信号的某个模式振荡信号对应的频率一致时，该频点对应的种子源能量将大于其它频点，进而对其它频点的信号进行有效抑制，成为主模振荡信号，从而使得振荡信号相位值将被锁定，完成注入锁定的物理过程，实现对待测信号瞬时频率的提取。
3.根据权利要求2所述的微波瞬时频率提取和放大方法，其特征在于：所述主模振荡信号产生稳定的单模振荡，形成所述单频信号，携带待测信号瞬时频率的单频信号通过自激振荡形成稳定输出，由此被进一步放大。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的微波瞬时频率提取和放大方法，其特征在于：所述光电混合环路包括首尾依次连接的耦合器1、耦合器2、电光强度调制器、光滤波器、光纤延时线、光放大器、光电探测器以及电移相器，所述电光强度调制器连接有激光器；所述光电混合环路内部噪声通过电光强度调制器对激光器发射的连续波激光进行强度调制后转换为光信号，已调光信号通过光滤波器在光域滤波，通过光纤延时线实现延时后进入光放大器，补偿信号转换与传输产生的损耗，最终通过光电探测器完成光-电转换，还原成微波信号再进入电移相器，通过调谐电移相器，让多模振荡信号的各模式振荡分量在一个FSR内移动，经过电移相器进行相位调整的微波信号进入耦合器1，然后通过耦合器2进入到电光调制器的微波输入端口进行二次循环；所述耦合器1起到合波的作用，通过合波将待测信号引入光电混合环路内，实现待测信号对环内振荡信号的“注入锁定”过程；所述耦合器2起到分波的作用，携带待测信号瞬时频率的单频信号通过自激振荡后从耦合器2稳定输出。
5.根据权利要求4所述的微波瞬时频率提取和放大方法，其特征在于：在所述光电混合环路中还包括微波滤波器，所述微波滤波器设置在耦合器1和耦合器2之间，微波信号通过耦合器1进入微波滤波器实现电域滤波后再输入耦合器2。
6.微波瞬时频率测量方法，其特征在于：先通过权利要求1-5中任意一项所述的微波瞬时频率提取和放大方法输出携带待测信号瞬时频率的单频信号，再对经自激振荡稳定输出的携带待测信号瞬时频率的单频信号进行下变频，实现中频输出；然后，对输出的中频信号实现模/数转换，通过数字信号处理完成傅里叶变换获取中频信号频率值，进而计算出待测信号的瞬时频率值。
7.根据权利要求6所述的微波瞬时频率测量方法，其特征在于：携带待测信号瞬时频率的单频信号通过混频器与本振源提供的一微波振荡源进行混频，完成下变频后再通过一中频滤波器抑制其它变频分量，实现中频输出；中频输出信号通过模数转换器进行采样、保持、量化与编码四个过程后转换成数字信号，然后进入数字信号处理器中进行傅里叶变换，通过数值求解得出fIF的具体数值，最后基于公式fRF＝fLO-fIF得出待测信号的瞬时频率值，其中fIF为中频信号频率值，fRF为待测信号的瞬时频率值，fLO为本振源频率值。
8.微波瞬时频率测量系统，其特征在于，包括；
瞬时频率提取与放大单元，包括能够产生自激振荡的光电混合环路，通过将待测信号注入能够产生自激振荡的光电混合环路，基于游标卡尺效应提取待测信号瞬时频率，并通过自激振荡使得携带待测信号瞬时频率的单频信号稳定输出，实现待测信号的瞬时频率在被提取的同时被进一步放大；
单频信号下变频单元，用于对经自激振荡稳定输出的携带待测信号瞬时频率的单频信号进行下变频，实现中频输出；
数字信号处理单元，用于对输出的中频信号实现模/数转换，并完成傅里叶变换获取中频信号频率值，再根据获取的中频信号频率值计算待测信号的瞬时频率值。
9.根据权利要求8所述的微波瞬时频率测量系统，其特征在于：在所述瞬时频率提取与放大单元中，所述光电混合环路包括首尾依次连接的耦合器1、耦合器2、电光强度调制器、光滤波器、光纤延时线、光放大器、光电探测器以及电移相器，所述电光强度调制器连接有激光器；所述光电混合环路内部噪声通过电光强度调制器对激光器发射的连续波激光进行强度调制后转换为光信号，已调光信号通过光滤波器在光域滤波，通过光纤延时线实现延时后进入光放大器，补偿信号转换与传输产生的损耗，最终通过光电探测器完成光-电转换，还原成微波信号再进入电移相器，通过调谐电移相器，让多模振荡信号的各模式振荡分量在一个FSR内移动，经过电移相器进行相位调整的微波信号进入耦合器1，然后通过耦合器2进入到电光调制器的微波输入端口进行二次循环；所述耦合器1起到合波的作用，通过合波将待测信号引入光电混合环路内，实现待测信号对环内振荡信号的“注入锁定”过程；所述耦合器2起到分波的作用，携带待测信号瞬时频率的单频信号通过自激振荡后从耦合器2稳定输出。
10.根据权利要求8或9所述的微波瞬时频率测量系统，其特征在于：所述单频信号下变频单元包括混频器、与所述混频器连接的中频滤波器以及用于提供微波振荡源的本振源，携带待测信号瞬时频率的单频信号通过混频器与本振源提供的微波振荡源进行混频，完成下变频后再通过中频滤波器抑制其它变频分量，实现中频输出；所述数字信号处理单元包括与中频滤波器连接的模数转换器以及与所述模数转换器连接的数字信号处理器，中频输出信号通过模数转换器进行采样、保持、量化与编码四个过程后转换成数字信号，然后进入数字信号处理器中进行傅里叶变换，通过数值求解得出fIF的具体数值，最后基于公式fRF＝fLO-fIF得出待测信号的瞬时频率值，其中fIF为中频信号频率值，fRF为待测信号的瞬时频率值，fLO为本振源频率值。
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