微波光子学频率测量技术利用光学结构和技术产生、操纵、传输和测量高速微波射频信号，将光子学的高带宽、高复用、低损耗与微波技术的高精细、灵活性和易调控等优势相融合，能够大幅提升现有动态频谱监测系统的性能，在电磁空间安全防护、雷达、高速通信等领域具有显著的优势和应用前景。本文概述了微波光子学频率测量技术的研究进展，对比了包括频谱分析型、功率映射型和信道型等3种微波光子学频率测量技术的测频速度、测频精度等关键指标，并论述了基于光学啁啾链瞬态受激布里渊散射效应的微波光子频率测量技术研究工作。

微波频率测量是电子侦察中的重要内容, 随着雷达电子战的发展, 微波工作频率不断攀升, 电域的测频方案由于测量带宽的限制, 无法满足电子侦察的发展需求。利用微波光子技术实现频率测量的系统具有瞬时带宽大、低损耗、抗电磁干扰等特点, 能克服电子领域在微波频率测量中所面临的瓶颈问题。根据目前基于光子学的微波信号频率测量方案, 从瞬时频率测量、光子辅助微波信道化、多频测量、基于光子模数转换技术、光子压缩感知技术5种不同类型的测频原理展开了介绍和分析, 并对基于集成光学的微波信号频率测量技术进行了探讨。在微波信号频率测量技术的发展中, 基于光子学的测量方法具有广阔的应用前景。

针对分段光辅助微波频率测量实时性不足的缺陷，提出一种新的改善实时性的光辅助微波频率测量方法。被测微波信号从上下两支路通过双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)同时对两路不同波长激光进行调制，调制输出激光经过单模光纤、光电转换器还原出微波信号。设置上下支路DPMZM 的相位偏置电压，使上支路频率测量范围大，下支路频率测量范围小，在电域分两步计算处理得到被测微波信号频率。该方法避免了装置的调整及重新校准，从而实现更好的测量实时性。实验结果显示，实验装置在4.3~18.7 GHz的频率范围测量时间小于70 μs 、测量误差±0.4 GHz。

微波频率测量是电子战系统的重要组成部分，电域频率测量方法存在系统体积大、功耗大、抗电磁干扰能力弱的问题，光辅助法频率测量存在大测量范围时低分辨率、高分辨率时小测量范围的问题。提出并实验验证了一种采用两个光偏振调制器的大范围高分辨率瞬时微波频率测量方法，该方法先在大范围低分辨率测量微波频率，再在小范围高分辨率测量微波频率。实验结果表明，该方法可在2.7~19.4 GHz范围内实现瞬时测频，分辨率优于±0.14 GHz。

提出了一种基于可调光延迟线的光子学微波频率测量方法。经同一微波信号调制的两个不同波长光载波在经过一段可调色散介质传输后，解调输出两路具有不同相位的微波信号，得到的相干微波功率随着色散量的改变出现周期性变化，由此周期可得到输入微波频率值。采用由8个磁光开关和1.6 km单模光纤构成的7-bit光纤延迟线实现色散量的调节。实验结果表明，在1～20 GHz范围内，测量精度达±40 MHz以内。系统的最小可测功率可达－20 dBm，测量动态范围达到了45 dB。

A photonic approach for measuring microwave frequency over a wide bandwidth is proposed. An optic group delay line composed of several magneto-optical switches and a 1.6-km single-mode fiber is used as a tunable dispersive medium in the measurement setup. A minimum frequency accuracy of 80 MHz in the range of 1–20 GHz is achieved experimentally.

通过构建两个正交的光功率比值，以光子技术实施微波频率测量。首先，待测微波信号经外调制器加载到连续光源上，在单边带载波抑制调制下仅得到单个光边带；以光学梳状滤波器对其进行滤波处理，在输出端检测得到随微波频率增大而呈现余弦函数和正弦函数变化趋势的两个光功率；将这两个光功率与参考光功率进行比较后，进而得到余弦函数型和正弦函数型两个光功率比值，即正交光功率比值。基于这两个正交光功率比值，可以在整个梳状滤波响应的自由频谱区内检测出唯一的频率值。进而设计了两种具体方案来实现这一测频思路：两个连续光源和单个光学梳状滤波器的组合；或者单个连续光源和两个光学梳状滤波器的组合，并从实验上验证了方案二的可行性。与已报道的类似方案相比，设计的测频方案扩大了测频范围，尤其是在级联或并联型测频结构设计中具有潜在应用前景。