[發明專利]基于雙驅動馬赫曾德爾調制器的多頻段相參掃頻雷達系統

在審

• 申請號: 201911349085.3
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111596278A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 程然;魏偉;謝瑋霖;董毅
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 代麗;郭德忠

本發明提供了一種基于雙驅動馬赫曾德爾調制器的多頻段相參掃頻雷達系統，能夠保持系統結構緊湊小型化又能保持信號的可重構性和相參性。利用單個雙驅動馬赫曾德爾調制器來生成具有相參性的多頻段線性掃頻雷達信號，在雙驅動馬赫曾德爾調制器的上下兩臂分別加上不同頻率的射頻驅動信號，在調制器輸出端就可以同時得到兩路零階光梳齒頻率相同的相參光頻梳。確保了結構的簡潔小型化，又實現了同時生成多頻段可重構相參雷達信號的目的，解決了生成雙光梳的系統結構復雜度高、產生相參的多頻段線性掃頻雷達信號困難的問題。

技術領域

本發明屬于微波光子技術領域，具體涉及一種基于雙驅動馬赫曾德爾調制器的多頻段相參掃頻雷達系統。

背景技術

線性掃頻雷達信號由于兼具高功率和高分辨率特性，成為目前先進雷達系統中采用的主流信號種類之一。利用傳統電域方法來生成線性掃頻雷達信號會受限于電子瓶頸，難以產生中心頻率高、帶寬大的信號。而微波光子技術的提出，有效地解決了這一問題。利用光學方案，高頻寬帶的線性掃頻雷達信號得以成功生成。

隨著微波光子學的蓬勃發展，在世界范圍內的多個研究組都提出了基于微波光子學的線性掃頻雷達信號生成方案。這些方案可以主要分為兩大類，一類是時頻映射方案，另一類是利用光頻梳來進行光外差拍頻的方案。前者受限于方案中所采用的色散材料，只能提供有限(十幾納秒)的脈沖寬度，而后者可以產生高頻寬帶的大時間帶寬積信號，并且擁有優秀的可重構性能。進一步，通過設計能夠產生不同重復頻率的雙光梳的系統來進行靈活性更高的外差拍頻，可以同時由多組梳齒拍頻獲取多頻段線性掃頻雷達信號。然而，目前已有的系統設計往往需要在相互分離的兩路光路上分別使用電光調制器來產生兩路光梳，系統的造價較高且由于鏈路分離信號的相參性可能遭到破壞。如果采用光鎖相環技術來實現兩路光梳之間的鎖定，又會極大地增加系統復雜度和體積。因此，微波光子雷達系統亟需一種新穎的設計，以實現既能保持系統結構緊湊小型化又能保持信號的可重構性和相參性。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于雙驅動馬赫曾德爾調制器的多頻段相參掃頻雷達系統，能夠保持系統結構緊湊小型化又能保持信號的可重構性和相參性。

為實現上述目的，本發明的基于雙驅動馬赫曾德爾調制器的多頻段相參掃頻雷達系統，包括激光器、射頻驅動信號發射模塊、雙驅動馬赫曾德爾調制器、光纖鏈路、多通道光窄帶濾波模塊以及光電轉換模塊；

激光器發射單頻激光信號到雙驅動馬赫曾德爾調制器；

射頻驅動信號發射模塊用于發出兩路不同頻率的射頻驅動信號，分別加載到雙驅動馬赫曾德爾調制器的上下兩臂；

雙驅動馬赫曾德爾調制器接收單頻激光信號，上下兩臂加載不同頻率的射頻驅動信號，輸出兩路零階光頻梳齒頻率相同的相參光頻梳；

光纖鏈路用于對雙驅動馬赫曾德爾調制器輸出的兩路光頻梳同時進行傳輸和放大；

多通道光窄帶濾波模塊用于對經光纖鏈路輸出的光頻梳進行多通道窄帶濾波，得到特定的多組光頻梳齒；

光電轉換模塊對所述光頻梳齒進行光電轉換，得到對應的目標多頻段相參雷達信號。

其中，所述兩路不同頻率的射頻驅動信號分別為射頻信號和本振信號，其中射頻信號為24-25GHz的線性掃頻信號，本振信號為27GHz的單頻信號。

其中，所述射頻信號通過對中頻信號和本振信號進行混頻并濾得下邊帶射頻信號獲得，所述中頻信號為編程控制產生的2-3GHz的線性掃頻信號。

其中，所述射頻驅動信號發射模塊，包括時鐘參考源、微波源、任意波形發生器、混頻器、功率放大器以及功率分配器；

其中，時鐘參考源用于給微波源和任意波形發生器提供一個穩定的同步時鐘信號；微波源用于生成本振信號；任意波形發生器用于生成可編程中頻信號；