[發明專利]基于線性調頻光子延時的寬帶相控陣雷達及掃描方法

在審

• 申請號: 201811430032.X
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109557552A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 章晨光;管建偉
• 申請（專利權）人: 江蘇天域航空科技集團股份有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

本發明公開了一種基于線性調頻連續波信號作為調制信號的光控相控陣雷達系統及方法。線性調頻連續波信號射頻模塊、光柵延遲移相模塊、寬帶天線陣，本發明中光控相控陣雷達天線波束移相是由線性調頻光纖光柵實時延遲技術實現，結合可調諧光激光器即可實現光控波束連續掃描。本發明基于線性調頻連續波信號體制的光控雷達，由于線性調頻信號的帶寬相對于光載波頻率極小，使得光控傳輸鏈路具有穩定的傳輸特性。采用線性調頻連續波體制的光控雷達克服了相控陣雷達波束偏斜、孔徑效應，并且線性調頻連續波體制的光控雷達無距離盲區、可以實現寬帶寬角掃描，滿足目標成像和識別的要求。

技術領域

本發明涉及相控陣雷達寬帶技術及光控相控陣實時延技術領域，具體涉及一種基于線性調頻光子延時的寬帶相控陣雷達及掃描方法。

背景技術

雷達是人類進行全天候目標探測與識別的主要手段，多功能、高精度、實時探測一直是雷達研究者追求的目標。這些技術的實現，都要求微波信號有超寬帶的特性，但受限于相控陣雷達的“電子瓶頸”，寬帶微波信號的產生、信號處理都是及其復雜且難以完成的。線性調頻連續波體制的相控陣雷達在窄帶應用條件下，具有無距離盲區、信號時寬帶寬積大、收發系統簡單、靈敏度高等優勢。但目前對雷達的應用不僅僅局限于目標探測，對目標的細微特征有了更大的需求，寬帶雷達由此發展。本發明基于光控雷達的寬帶優勢，將線性調頻大帶寬連續波信號搭載光載波進行信號傳輸處理，進而應用于相控陣雷達中，避免直接對微波信號的各種處理，實現相控陣雷達大帶寬、低損耗、重量輕、體積小的特性，使傳統雷達突破瓶頸，多功能化、性能突出、應用更廣泛。

光控相控陣要實現寬帶寬角，其難點在于波束形成技術，實時延技術是克服傳統相控陣波束傾斜和孔徑效應的關鍵技術，應用光子器件實現延時，是目前研究的熱點。傳統基于光開關的延遲線，雖然結構比較簡單，但是可實現的延遲狀態比較少，波束掃描不連續可調。本發明采用光纖光柵實現光延時波束形成，其體積小、易于與光纖系統連接、易集成且波束可連續掃描。

國內外目前對線性調頻信號體制雷達應用已經很成熟，但其應用于光控雷達的報道卻很少。相反，早在20世紀80年代末，美國DARPA就開始對光子雷達進行研究，目前為止，其光子技術基礎已經較為成熟。

發明內容

1、本發明的目的

本發明提供了一種基于線性調頻信號體制的光控相控陣雷達，以解決現有線性調頻信號體制雷達帶寬窄，波束傾斜等問題。通過把寬帶線性調頻連續波信號搭載在光載波上，在光子雷達系統中傳輸處理，并且應用光纖光柵作為實時延遲部件，即可實現相控陣波束掃描，解決了傳統線性調頻體制雷達的成像能力和多目標分辨率。

2、本發明所采用的技術方案為：

本發明提出了一種基于線性調頻連續波信號作為調制信號的光控相控陣雷達系統，其特征在于：包括相控陣接收和發射天線模塊，光實時延遲模塊，波控，信號處理模塊，光源，電光調制，線性調頻射頻模塊。

光源由可調諧激光器構成，線性調頻連續波射頻信號由電光調制搭載光載波進入光實時延遲模塊進行光控相控陣波束形成，經光電探測解調成射頻信號，由發射天線發射出去；

接收天線陣接收信號，經電光調制搭載在光信號，進入光實時延遲模塊，控制波束掃描，經光電探測解調出射頻信號，然后進行信號處理。

本發明提出了一種基于線性調頻連續波信號作為調制信號的光控相控陣雷達掃描方法，把寬帶線性調頻信號作為微波信號搭載在光波中，實現光控相控陣雷達，步驟如下：

步驟1、可調諧激光器和電光調制器構成光輸入模塊；

步驟2、線性調頻連續波信號經過電光調制器搭載激光光源進行傳輸，經摻餌光纖放大器放大；

步驟3、線性調頻微波信號搭載光信號經過光信號處理，實現線性調頻信號在雷達中的信號處理；