微波频率测量技术在军用电子战、雷达、民用无线通信、交通车辆控制等多个领域都有着重要的应用。传统的电子学微波测频方法由于受到“电子瓶颈”的限制,已经不能满足人们对于测频技术更大带宽、更高速率的需求。微波光子学技术同时结合了微波技术和光子学技术的优势,具有带宽大、速率高、损耗低、体积小、重量轻、抗电磁干扰等诸多优点。近年来,越来越多的光子学微波频率测量方案相继涌现,不仅向着宽测量范围、高测量精度的方向发展,还逐渐显现了集成化、小型化趋势。本文围绕着基于光子学方法的高精度微波频率测量技术展开研究,主要的研究内容和成果可总结为:（1）利用双泵浦受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering,SBS）实现了对微波多频率的高精度测量。利用扫描参考频率与一个低速光功率计监测到的输出光功率之间建立的频率-幅度映射,结合双泵浦SBS对不同波长光信号的放大作用,通过映射中光功率峰的个数及其各自的位置,完成了对多个微波频率的精确测量。双泵浦SBS的窄增益带宽有效地降低了系统的测量误差。实验验证了该系统的测量误差低至5 MHz,测量范围宽至0～21.42 GHz。然后引入了非线性拟合的数据处理方法,把多频率测量时系统最小可分辨频率差从30 MHz降低到了18 MHz,提高了系统的分辨率。该系统可以实现对多个频率的同时测量,测量范围宽、误差低,而且只需要利用低速的光功率计来监测光信号的功率,成本低、实用性高。（2）提出了一个基于切趾型光纤布拉格光栅（Apodized Fiber Bragg Grating,AFBG）结合SBS效应的高精度微波频率测量方案。利用AFBG透射端和反射端的互补滤波特性,通过选择合适的光载波波长,可以将被待测频率和扫描参考频率的混频信号调制的光载波的上下边带分开,分别作为泵浦光和探测光参与SBS过程。同样利用一个低速的光功率计,在扫描参考频率和系统输出光功率之间建立频率-幅度映射,从而确定待测频率的值。AFBG的引入极大地简化了系统结构,减少了系统中电光调制器这一有源器件的需求个数,提高了系统的稳定性、实用性。实验搭建的系统可以实现测量误差低于1 MHz,测量范围宽至10.68～20 GHz。该方案还可以实现高分辨率的双频率同时测量,实验验证了双频率测量时的测量误差同样低于1 MHz,最小可分辨频率差低至8 MHz。（3）设计并制作了窄滤波带宽的硅基集成陷波滤波器件,并利用该器件搭建了范围可调的微波频率测量系统。通过将一个垂直耦合的双微环谐振腔嵌入到由两个环形布拉格光栅反射镜组成的法布里-珀罗谐振腔中,利用谐振腔内的相干相互作用重构了输出谱线形状,获得了滤波带宽低至6.972 pm的陷波滤波器件。利用该器件的滤波特性,通过将调制有待测频率和扫描参考频率的光信号耦合到器件中,建立扫描参考频率与器件输出光功率之间的频率-幅度映射,完成了对待测频率的范围可调测量。系统的测量范围由光载波与器件陷波滤波最低点之间的频率差来决定,通过改变光载波的波长就可以实现对测量范围的调谐。对在绝缘体上硅平台制作得到的陷波滤波器件进行了测试,其滤波带宽为0.0368 nm。基于该陷波滤波器件搭建的测频系统实现了0～22.37 GHz和0～26.62 GHz范围内的测量误差都低于0.25 GHz。该系统将窄滤波带宽的硅基集成器件和光纤器件结合,实现了低误差、测量范围可调的微波频率测量。