光学辅助的瞬时微波频率测量技术是一项被广泛关注和研究的技术。该技术常被应用于现代电子对抗、高分辨率信号探测等场景中,是对场景中瞬息万变且超高频及以上频段的微波频率进行快速、准确地测量,以取得信息的主动权。它基于微波光子学,原理是将微波信号调制到光域,用光学方法对微波信号进行处理形成参量映射,进而得到微波频率。该技术充分综合了微波通信、光通信技术的优势,相比传统电子测频技术有较好的发展潜力。基于该技术的系统具有元件带宽不受限、抗电磁干扰、体积较小、可重构性好等优点,可突破传统电子测频系统的“电子瓶颈”。本文主要研究基于频率-幅度映射的光学辅助的瞬时微波频率测量技术,为了提升测频精度和扩大测频范围,根据检测功率的不同提出了两种测频方案。针对不同方案进行原理推导、相关参数对测频范围和精度的影响分析及误差分析等,结合MATLAB和optisystem软件验证方案的可行性。本论文的主要工作成果如下:（1）研究基于频率-微波功率映射的瞬时测频技术。提出基于偏振调制、色散效应且具有可调谐特性的改进测频方案。该系统使用单模光纤作为色散元件构造两支路功率衰减,利用两支路微波功率比值建立幅度比较函数（amplitude comparison function,ACF）,实现频率与微波功率之间的一一对应关系。分析了方案中波长λ₀、光纤长度L、偏振角度α、偏置角度φ参数对于系统的测频范围和测频精度的影响,并选择调节α或实现了四个频段较高精度的可调谐测量。该系统的环形器结构可改善原系统存在的偏振模色散的影响,并验证了其对精度具有较好的提升效果。理论上系统可在光纤长度为5km时,通过调节α或φ,实现0～26.3GHz内四个频段的可调谐测频,且误差控制在±0.25GHz。（2）研究基于频率-光功率映射的瞬时测频技术。提出基于干涉原理的双偏振马赫曾德尔调制器（dual-polarization Mach-Zehnder modulator,DPol-MZM）的测频方案。该系统使用DPol-MZM和偏振分束器构造出具有正交功率输出响应的光滤波结构,随后利用两支路信号的光功率比值建立ACF函数,实现了频率与所测光功率之间的一一对应关系。分析了方案ACF函数中的唯一可调参数——时间延时τ对系统测频范围和测频精度的影响。经过理论推导验证该系统通过调节时间延时τ,可实现不同的测量范围和测频精度。仿真验证了当τ设置为12.5ps时,该测频系统在0～40GHz的高精度测频能力,系统可在此相对较宽的测频范围内获得误差小于±0.030GHz的结果。