[發(fā)明專利]微波光子雷達探測與測頻一體化實現(xiàn)方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811316200.2
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109375201B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張方正;史經(jīng)展;潘時龍;葉星煒;楊悅
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S13/86;G01S7/35;G01R23/02
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 楊楠

1.微波光子雷達探測與測頻一體化實現(xiàn)方法，其特征在于，首先將待測頻信號和線性調(diào)頻信號調(diào)制到同一光載波上，生成保留線性調(diào)頻信號±m(xù)階邊帶的第一路調(diào)制信號以及保留同一側(cè)的線性調(diào)頻信號n階邊帶和待測頻信號1階邊帶的第二路調(diào)制信號，m,n為正整數(shù)；以對第一路調(diào)制信號進行光電探測所得到的線性調(diào)頻信號的2m倍頻信號作為雷達發(fā)射信號，向空間中發(fā)射；將雷達回波信號調(diào)制到所述第一路調(diào)制信號上，經(jīng)光電探測和低通濾波后得到去啁啾信號，根據(jù)去啁啾信號的頻率實現(xiàn)對目標的雷達探測；同時，對第二路調(diào)制信號進行光電探測，然后通過一窄通帶中頻帶通濾波器對所得電信號進行濾波，并提取濾波后信號的包絡(luò)，根據(jù)所述濾波后信號的包絡(luò)進行時頻對應(yīng)，得到待測頻信號的頻譜。

2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述時頻對應(yīng)的公式為：

f_x＝f_I+nf₁+nk(t-t₁)

其中，t為時間，t₁為所述線性調(diào)頻信號的起始頻率f₁的對應(yīng)時刻，f_I為所述窄通帶中頻帶通濾波器的通帶中心頻率，f_x為待測頻信號中的頻率分量，k為所述線性調(diào)頻信號的啁啾率。

3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，利用級聯(lián)的馬赫曾德爾調(diào)制器和雙輸出可編程光濾波器來生成所述第一路調(diào)制信號和第二路調(diào)制信號。

4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述待測頻信號用微波天線接收，并通過電帶通濾波器濾除雷達發(fā)射信號干擾，所述電帶通濾波器的通帶范圍f_pass為：

f_pass∈[nf₁+f_I,nf₁+nkT+f_I]

其中，f₁、k、和T分別為線性調(diào)頻信號的起始頻率、啁啾率和周期，f_I為所述窄通帶中頻帶通濾波器的通帶中心頻率。

5.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述根據(jù)去啁啾信號的頻率實現(xiàn)對目標的雷達探測，具體方法如下：通過對所述去啁啾信號進行傅里葉變換得到信號頻譜，通過頻譜的峰值所在頻點得到去啁啾信號的頻率，設(shè)為f_m，則目標距離雷達的距離d通過下式計算得到：

其中，c為電磁波在空氣中傳播的速率，k為所述線性調(diào)頻信號的啁啾率，f_m為去啁啾信號的頻率。

6.微波光子雷達探測與測頻一體化實現(xiàn)裝置，其特征在于，該裝置包括：

待測頻信號接收單元，用于接收待測頻信號；

電光調(diào)制與邊帶選擇單元，用于將待測頻信號和線性調(diào)頻信號電光調(diào)制于同一光載波上，生成保留線性調(diào)頻信號±m(xù)階邊帶的第一路調(diào)制信號以及保留同一側(cè)的線性調(diào)頻信號n階邊帶和待測頻信號1階邊帶的第二路調(diào)制信號，m,n為正整數(shù)；

雷達信號發(fā)射單元，用于對第一路調(diào)制信號進行光電探測以產(chǎn)生線性調(diào)頻信號的2m倍頻信號，并以其作為雷達發(fā)射信號向空間中發(fā)射；

雷達信號接收單元，用于接收雷達回波信號，并將雷達回波信號調(diào)制到所述第一路調(diào)制信號上，經(jīng)光電探測和低通濾波后得到去啁啾信號；

測頻單元，用于對第二路調(diào)制信號進行光電探測，然后通過一窄通帶中頻帶通濾波器對所得電信號進行濾波，并提取濾波后信號的包絡(luò)；

數(shù)據(jù)采集與處理單元，用于對雷達接收單元輸出的去啁啾信號和測頻單元輸出的包絡(luò)信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并對數(shù)字信號進行處理：根據(jù)去啁啾信號的頻率實現(xiàn)對目標的雷達探測，并根據(jù)所述濾波后信號的包絡(luò)進行時頻對應(yīng)，得到待測頻信號的頻譜。