[發(fā)明專利]一種微波光子雷達實現(xiàn)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010039665.9
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111077519B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王安樂;羅雄;王亞蘭;王黨衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍預(yù)警學(xué)院
• 主分類號: G01S13/87
• 分類號: G01S13/87;G01S7/481;G01S17/88
• 代理公司: 北京翔石知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11816
• 代理人: 李勇

1.一種微波光子雷達實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

發(fā)射鏈路、發(fā)射天線、接收鏈路、接收天線和數(shù)據(jù)處理與控制模塊，其中，所述發(fā)射鏈路，其一端與所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊連接，另一端與所述發(fā)射天線連接，用于提供所需要的雷達發(fā)射信號，其中，所述發(fā)射鏈路的光信號源由激光器提供，激光器輸出的連續(xù)光信號為，

其中E_c、ω_c分別為連續(xù)光信號的幅度及角頻率；

所述發(fā)射鏈路包括：激光器的輸入接口與所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊連接，所述激光器的輸出接口與第一相位調(diào)制器的輸入接口連接，所述第一相位調(diào)制器的輸出接口與雙帶通光濾波器的輸入接口連接，所述雙帶通光濾波器的輸出接口與第二相位調(diào)制器的輸入接口連接，所述第二相位調(diào)制器的輸出接口與帶通光濾波器的輸入接口連接，所述帶通光濾波器的輸出接口與1×2耦合器的輸入接口連接，所述1×2耦合器的輸出接口分兩個，所述1×2耦合器的第一個輸出接口與第一光電探測器的輸入接口連接，所述1×2耦合器的第二個輸出接口與所述接收鏈路的可調(diào)光延時線的輸入接口連接，所述第一光電探測器的輸出接口與功放的輸入接口連接；

所述發(fā)射天線，其與所述發(fā)射鏈路連接，用于發(fā)射雷達信號；

所述接收鏈路，其一端與所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊連接，另一端與所述接收天線連接，用于從接收到的雷達信號中提取目標(biāo)信息；

所述接收天線，其與所述接收鏈路連接，用于接收雷達信號；

所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊，其與所述發(fā)射鏈路、所述接收鏈路連接和微波信號源連接，用于控制所述雷達實現(xiàn)系統(tǒng)的時序、通信及回波信號中目標(biāo)信號的提取，同時控制所述微波信號源向第一相位調(diào)制器和第二相位調(diào)制器發(fā)送相位調(diào)制信號，其中，微波信號源輸出的低頻窄帶信號表示為，

V_L(t)＝V_Lsin(ω₀t+πkt²)

其中V_L、ω₀、k分別為低頻窄帶信號的幅度、載頻及啁啾率；施加到第一相位調(diào)制器，第一相位調(diào)制器所輸出的光信號表示為：

其中m_L＝πV_L/V_π1為第一相位調(diào)制器的調(diào)制指數(shù),V_π1為第一相位調(diào)制器的半波電壓，J_n(·)為第一類n階貝塞爾函數(shù)；

在系統(tǒng)中利用多級相位調(diào)制加光組合濾波方式實現(xiàn)載頻與帶寬均可獨立調(diào)諧。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波光子雷達實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述接收鏈路包括：低噪放的輸出接口與第三相位調(diào)制器的輸入接口連接，所述第三相位調(diào)制器的輸出接口與光濾波器的輸入接口連接，所述光濾波器的輸出接口與第二光電探測器的輸入接口連接，所述第二光電探測器的輸出接口與中頻濾波放大器的輸入接口連接，所述中頻濾波放大器的輸出接口與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入接口連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出接口與所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊連接，其中，所述可調(diào)光延時線的輸出接口與所述第三相位調(diào)制器連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波光子雷達實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊與所述發(fā)射鏈路的所述激光器連接，所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊與所述接收鏈路的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊通過信號傳輸線與所述發(fā)射鏈路、所述雙帶通光濾波器、所述帶通光濾波器和所述功放以及所述接收鏈路中的所述低噪放、所述光濾波器、所述中頻濾波放大器和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，進行參數(shù)及工作狀態(tài)控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波光子雷達實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射天線的輸入接口與所述發(fā)射鏈路的所述功放連接，用于傳送雷達信號，所述接收天線的輸出接口與所述接收鏈路的所述低噪放連接，用于接收雷達信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波光子雷達實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述微波信號源為直接數(shù)字頻率合成器或光生微波源、光電振蕩器或光電混合微波源中的任意一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波光子雷達實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述激光器為分布式反饋激光器。