[發明專利]微波光子全極化雷達探測方法及微波光子全極化雷達

有效

• 申請號: 201810304768.6
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108761437B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 張方正;葉星煒;楊悅;潘時龍;趙昂然;聶海江
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S13/08;G01S13/89;G01S17/08;G01S17/89;G01S7/02;G01S7/282;G01S7/285;G01S7/484;G01S7/486;G01S7/499
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 楊楠

1.一種微波光子全極化雷達探測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、對光載波、復數基帶信號和射頻本振信號在光域進行上變頻處理，產生兩路相互正交的射頻信號以及一路光參考信號；所述光載波為頻率為f_c的單音光信號；所述復數基帶信號為頻率范圍-B/2～+B/2，調頻斜率為k的線性調頻信號；所述射頻本振信號為頻率為f_m的單音射頻信號；所述兩路相互正交的射頻信號為中心頻率f_e，帶寬為B，調頻斜率分別為±k的線性調頻信號，其中f_e是f_m的整數倍；所述光參考信號由cos(2πf_ct-2πf_et)、cos(2πf_ct+πkt²)、cos(2πf_ct+2πf_et)這三個分量疊加構成；

步驟2、將兩路相互正交的射頻信號分別送入水平極化天線和垂直極化天線，同時輻射出兩路正交的極化電磁波以照射目標；用水平極化天線和垂直極化天線接收目標的回波，得到兩路回波信號；

步驟3、對所得到的兩路回波信號及所述光參考信號在光域進行去斜和極化響應分離處理，得到分別對應目標極化散射矩陣中的四個元素的四路中頻模擬電信號；

步驟4、對所述四路中頻模擬電信號進行處理，得到目標探測信息。

2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述上變頻處理具體如下：

步驟101、在X和Y兩個偏振態上分別將所述射頻本振信號和所述復數基帶信號調制到所述光載波上，在其中一個偏振態上生成復數基帶信號的光信號分量，在另一個偏振態上生成兩個射頻本振信號的光邊帶分量；

步驟102、將X和Y兩個偏振態上的調制光信號疊加后分為兩路，將其中一路疊加光信號分為兩路，每路分別去除一個射頻本振信號的光邊帶分量，然后分別轉換為電信號，即產生所述兩路相互正交的射頻信號；另外一路疊加光信號作為所述光參考信號。

3.如權利要求2所述方法，其特征在于，通過將偏分復用雙平行馬赫曾德爾調制器設置為本振倍頻模式或本振不倍頻模式實現所述步驟101，具體如下：

本振倍頻模式：其中一個偏振態上的兩個子調制器都偏置于最大點，兩個子調制器的合成臂偏置于最小點，兩個調制端口分別接所述射頻本振信號經過90°微波電橋后產生的兩路相差為90°的本振信號；另一個偏振態上的兩個子調制器都偏置于最小點，兩個子調制器的合成臂偏置于正交點，兩個調制端口分別接所述復數基帶信號分解成的I、Q兩路實信號；

本振不倍頻模式：其中一個偏振態上的兩個子調制器都偏置于最小點，兩個子調制器的合成臂偏置于任意點，兩個調制端口中的一個接所述射頻本振信號，另一個調制端口接匹配負載或不接；另一個偏振態上的兩個子調制器都偏置于最小點，兩個子調制器的合成臂偏置于正交點，兩個調制端口分別接復數基帶信號分解成的I、Q兩路實信號。

4.如權利要求2所述方法，其特征在于，所述將其中一路疊加光信號分為兩路，每路分別去除一個射頻本振信號的光邊帶分量，具體通過以下方式實現：一個1:1光功分器連接兩個光帶通濾波器，或者多通道可編程光濾波器，或者光波分復用解復用器。

5.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述去斜和極化響應分離處理具體如下：

步驟301、將水平極化、垂直極化兩個天線接收到的信號分別調制到X和Y兩個偏振態，完成電光轉換與光域去斜；

步驟302、從完成電光轉換與光域去斜的光信號中挑選出正斜率線性調頻射頻信號的去斜邊帶和負斜率線性調頻射頻信號的去斜邊帶，然后分別進行偏振解復用、光電轉換，得到分別對應目標極化散射矩陣中的四個元素的四路中頻模擬電信號。