[發(fā)明專利]基于微腔和全介質(zhì)天線陣列微波光子有源無源靜默雷達

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010039870.5
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111060905A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設計）人: 王亞蘭;王安樂;李翔;王黨衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍預警學院
• 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)代理事務所(普通合伙) 11816
• 代理人: 李勇

1.一種基于微腔和全介質(zhì)天線陣列微波光子有源無源靜默雷達，其特征在于，包括：

發(fā)射鏈路、發(fā)射天線、接收天線、接收支路及數(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；

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)射鏈路和所述接收鏈路連接，用于控制所述雷達系統(tǒng)的時序、通信及回波信號中目標信號的提取；

發(fā)射端利用微波光子方法產(chǎn)生雷達發(fā)射信號，在光域區(qū)域利用光波束形成網(wǎng)絡，形成相控陣發(fā)射的真延時控制結(jié)構(gòu)，然后通過天線發(fā)射到空間中去，光電探測器之前設置有光開關系統(tǒng)以便于來控制發(fā)射端的開關，接收端利用全介質(zhì)天線將光控波束形成后的光載波耦合到微腔中去，利用全介質(zhì)天線接收到的微波信號產(chǎn)生的電場的變化對光載波進行幅度調(diào)制，分為多路并行處理，將接收的信號送入到所述控制模塊與數(shù)據(jù)處理，同時也根據(jù)需要開關發(fā)射端的天線，最終形成有源、無源微波光子陣列雷達。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微腔和全介質(zhì)天線陣列微波光子有源無源靜默雷達，其特征在于，所述所述激光器的輸出連續(xù)光信號定義為：其中所述E_c、ω_c表示為連續(xù)光信號的幅度和角頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微腔和全介質(zhì)天線陣列微波光子有源無源靜默雷達，其特征在于，所述微波信號源的輸出低頻窄帶信號定義為：V_L(t)＝V_Lsin(ω₀t+πkt²)，其中所述V_L、ω₀、k表示為低頻窄帶信號的幅度、載頻和啁啾率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微腔和全介質(zhì)天線陣列微波光子有源無源靜默雷達，其特征在于，所述所述相位調(diào)制器1的輸出光信號定義：

其中所述m_L＝πV_L/V_π1表示為PM1的調(diào)制指數(shù),所述V_π1表示為PM1的半波電壓，所述J_n(·)表示為第一類n階貝塞爾函數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微腔和全介質(zhì)天線陣列微波光子有源無源靜默雷達，其特征在于，所述微腔的結(jié)構(gòu)陣列制備方法如下：

(1)在清洗好的硅襯底基片上采用鍍膜設備生長一定厚度的氮化硅膜；

(2)對所述樣品旋涂光刻膠；

(3)采用激光干涉曝光技術(shù)在光刻膠上制備圓形結(jié)構(gòu)陣列；

(4)采用反應離子刻蝕方法調(diào)節(jié)所述圓形結(jié)構(gòu)即圓形膠顆粒的大小；

(5)采用鍍膜設備在所述樣品上生長一薄層鎳膜；

(6)使用溶脫技術(shù)制備鎳膜上的圓形結(jié)構(gòu)陣列；

(7)采用反應離子刻蝕方法制備微腔頂蓋開口陣列；

(8)采用濕法腐蝕方法制備倒金字塔微腔陣列結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微腔和全介質(zhì)天線陣列微波光子有源無源靜默雷達，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊通過軟件對整個雷達系統(tǒng)的時序、通信進行控制以及實現(xiàn)對回波信號中目標信息的提取，具體方法為：首先，雷達開機后使激光器工作在所需波長和功率范圍內(nèi)，根據(jù)所要實現(xiàn)的中心頻率和帶寬設定信號源輸出低頻窄帶信號的中心頻率及帶寬、單頻信號頻率及光濾波器的響應頻譜，其次，根據(jù)目標大致位置選擇光延時長度，最后，根據(jù)所述發(fā)射鏈路的選擇，對混頻和采樣后的回波數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，提取出目標信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微腔和全介質(zhì)天線陣列微波光子有源無源靜默雷達，其特征在于，所述微波信號源為直接數(shù)字頻率合成器、光生微波源或光電混合微波源中的任何一種。