[發(fā)明專利]一種線性調(diào)頻微波信號(hào)生成方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610133943.0
• 申請(qǐng)日: 2016-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN105703837A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張方正;周沛;潘時(shí)龍;郭清水
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/50
• 分類號(hào): H04B10/50
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 楊楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種線性調(diào)頻微波信號(hào)生成方法及裝置，屬于微波光子學(xué)技術(shù)領(lǐng) 域。

背景技術(shù)

線性調(diào)頻微波信號(hào)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)中以提高雷達(dá)的探測(cè)距離及 探測(cè)精度。時(shí)寬帶寬積是線性調(diào)頻微波信號(hào)的關(guān)鍵參數(shù)之一。特別的，大時(shí)寬帶 寬積的線性調(diào)頻微波信號(hào)在雷達(dá)接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮時(shí)能夠獲得更高的距離 分辨率。同時(shí)大時(shí)寬的線性調(diào)頻信號(hào)，有助于降低對(duì)雷達(dá)發(fā)射設(shè)備的峰值功率要 求，因而能夠有效提高雷達(dá)系統(tǒng)的作用距離。隨著現(xiàn)代通信與雷達(dá)等系統(tǒng)的快速 發(fā)展，如何產(chǎn)生高頻、大時(shí)寬帶寬積的線性調(diào)頻微波信號(hào)成為雷達(dá)系統(tǒng)亟需解決 的問題。

傳統(tǒng)的線性調(diào)頻信號(hào)通過電子技術(shù)產(chǎn)生，但信號(hào)的帶寬較小，中心頻率較低， 時(shí)寬帶寬積非常有限，難以滿足未來通信與雷達(dá)系統(tǒng)的需求。現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)中通 常需要帶寬和中心頻率達(dá)到數(shù)GHz至10GHz以上，時(shí)寬帶寬積達(dá)到數(shù)百至數(shù)萬 的微波信號(hào)。與傳統(tǒng)電子技術(shù)相比，微波光子技術(shù)具有頻率高、帶寬大、損耗低、 體積小、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，受到人們的高度重視。近年來，研究人員提 出了多種基于微波光子技術(shù)的線性調(diào)頻信號(hào)產(chǎn)生方法，但目前這些方法均存在各 自的問題：一、通過在光脈沖或者光載波上引入二次相位系數(shù)，再與另一光載波 在光電探測(cè)器中拍頻可以產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)(參見[H.Gao,C.Lei,M.Chen,F. Xing,H.ChenandS.Xie,"Asimplephotonicgenerationoflinearlychirped microwavepulsewithlargetime-bandwidthproductandhighcompressingratio,"Opt. Express,vol.21,no.20,pp.23107-23115,Sep.2013.]及[W.Li,F.Kong,J.Yao. “Arbitrarymicrowavewaveformgenerationbasedonatunableoptoelectronic oscillator,”JournalofLightwaveTechnology,vol.31,no.23,pp.3780-3786,Dec. 2013.])，但是該方法產(chǎn)生的線性調(diào)頻信號(hào)的時(shí)寬只有幾ns至10ns量級(jí)，相應(yīng)的 時(shí)寬帶寬積通常不超過100；二、基于頻譜整形和頻時(shí)映射方法產(chǎn)生線性調(diào)頻信 號(hào)(參見[C.WangandJ.P.Yao,“Photonicgenerationofchirpedmicrowavepulses usingsuperimposedchirpedfiberBragggratings,”IEEEPhoton.Technol.Lett.,vol. 20,no.11,pp.882-884,Jun.2008.])，同樣該方法得到的線性調(diào)頻信號(hào)時(shí)寬只有納 秒量級(jí)，并且該方法產(chǎn)生信號(hào)的中心頻率及帶寬等參數(shù)難以調(diào)諧；三、基于掃頻 激光器與另一固定波長的激光器拍頻產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)(參見[Jhih-MinWun, Chia-ChienWei,JyehongChen,CheeSeongGoh,S.Y.Set,andJin-WeiShi, “Photonicchirpedradio-frequencygeneratorwithultra-fastsweepingrateand ultra-widesweepingrange,”O(jiān)pt.Express,vol.21,no.9,pp.11475-11481,May. 2013.])，該方法中掃頻激光器在掃頻速率較高時(shí)掃頻帶寬明顯變窄，且掃頻激光 器掃頻時(shí)線寬會(huì)嚴(yán)重惡化和兩激光器產(chǎn)生的光信號(hào)不相干，因此所產(chǎn)生微波信號(hào) 純度很差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，基于微波光子技術(shù)，提 供一種線性調(diào)頻的微波信號(hào)生成方法及裝置，可產(chǎn)生具有大時(shí)寬帶寬積，并且時(shí) 寬、帶寬及中心頻率均可調(diào)諧的線性調(diào)頻信號(hào)。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

一種線性調(diào)頻微波信號(hào)生成方法，將幅度可調(diào)制的直流光信號(hào)作為光注入式 半導(dǎo)體激光器的注入光信號(hào)；調(diào)制所述直流光信號(hào)的幅度，使其隨時(shí)間線性變化， 并使得所述光注入式半導(dǎo)體激光器工作在單周期振蕩態(tài)，將此時(shí)所述光注入式半 導(dǎo)體激光器的輸出光信號(hào)轉(zhuǎn)換為微波信號(hào)，該微波信號(hào)即為線性調(diào)頻微波信號(hào)。

優(yōu)選地，通過調(diào)整注入?yún)?shù)和/或所述直流光信號(hào)與光注入式半導(dǎo)體激光器 自由運(yùn)行輸出頻率之間的頻率失諧，使得所述光注入式半導(dǎo)體激光器工作在單周 期振蕩態(tài)。