[發明專利]微波光子雷達探測與測頻一體化實現方法及裝置

有效

• 申請號: 201811316200.2
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109375201B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 張方正;史經展;潘時龍;葉星煒;楊悅
• 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;G01S13/86;G01S7/35;G01R23/02
• 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

本發明公開了一種微波光子雷達探測與測頻一體化實現方法。首先將待測頻信號和線性調頻信號調制到同一光載波上，生成保留線性調頻信號±m階邊帶的第一路調制信號以及保留同一側的線性調頻信號n階邊帶和待測頻信號1階邊帶的第二路調制信號；對第一路調制信號進行光電探測后作為雷達發射信號；用第一路調制信號對雷達回波信號進行去啁啾，根據去啁啾信號的頻率實現雷達探測；同時，對第二路調制信號進行光電探測、濾波，并提取濾波后信號的包絡，根據濾波后信號的包絡進行時頻對應，得到待測頻信號的頻譜。本發明還公開了一種微波光子雷達探測與測頻一體化實現裝置。本發明可同時實現微波光子雷達探測和測頻，并有效降低系統復雜度、成本和體積。

技術領域

本發明涉及一種微波光子雷達探測與測頻一體化實現方法及裝置，屬于微波光子技術領域。

背景技術

微波光子技術以其大帶寬、高頻率、低傳輸損耗和免電磁干擾等優點而受到越來越多的關注。特別是在雷達與電子戰系統中，微波光子技術得到越來越廣泛的應用以打破傳統電器件對雷達或電子戰系統工作帶寬的限制。微波光子雷達按照結構可以分為兩大類。一類是基于鎖模激光器實現的，在該結構中，鎖模激光器用于產生雷達發射信號和采集雷達接收信號[P.Ghelfi,F.Laghezza,F.Scotti,G.Serafino,A.Capria,S.Pinna,D.Onori,C.Porzi,M.Scaffardi,A.Malacarne,V.Vercesi,E.Lazzeri,F.Berizzi,andA.Bogoni,“Afullyphotonics-basedcoherentradar system,”Nature 507(7492),341–345(2014).]。另一類是基于線性調頻信號去啁啾實現的，在該結構中，將中頻線性調頻信號借助微波光子倍頻技術實現倍頻后發射出去，然后通過微波光子下變頻技術實現雷達發射信號與接收信號的混頻，去除線性調頻信號的啁啾，該去啁啾信號經過低速模數轉換器采樣并最終輸入到計算機進行數字信號處理，實現雷達探測[F.Zhang,Q.Guo,Z.Wang,P.Zhou,G.Zhang,J.Sun,and S.Pan,“Photonics-based broadband radar for high-resolution and real-time inverse synthetic aperture imaging,”Opt.Express 25(14),16274-16281(2017).]。微波光子雷達的實時帶寬可以達到幾十GHz，實現高分辨率探測。

除了雷達探測以外，微波光子學在電子戰系統中的另一個重要應用就是微波頻率測量。根據實現原理的不同，微波光子測頻系統可以分為三類：頻率-時間映射，頻率-空間映射，頻率-功率映射[S.Pan and J.Yao,Photonics-based broadband microwavemeasurement,J.Light.Technol.35(16),3498-3513(2016).]。相比傳統的微波測頻技術，微波光子測頻系統具有工作頻帶寬的優勢。

在以前的研究中，微波光子雷達和微波光子測頻系統一般是用分立的系統實現的，兩者之間并無交集。然而，在現今的軍事應用中，雷達和電子戰系統均是必不可少的，雷達和電子戰系統的融合對于節省硬件和維護成本，減少電子系統體積具有極其重要的意義。因此，有必要研究如何實現微波光子雷達探測和測頻技術的一體化。

發明內容

本發明的目的在于克服現有微波光子雷達探測和測頻系統均為分立系統所存在的問題，提供一種微波光子雷達探測與測頻一體化實現方法，可用一套系統同時實現微波光子雷達探測和微波光子測頻，并有效降低系統復雜度、成本和體積。

本發明具體采用以下技術方案解決上述技術問題：