[发明专利]微波光子雷达探测与测频一体化实现方法及装置

说明书

本发明公开了一种微波光子雷达探测与测频一体化实现方法。首先将待测频信号和线性调频信号调制到同一光载波上，生成保留线性调频信号±m阶边带的第一路调制信号以及保留同一侧的线性调频信号n阶边带和待测频信号1阶边带的第二路调制信号；对第一路调制信号进行光电探测后作为雷达发射信号；用第一路调制信号对雷达回波信号进行去啁啾，根据去啁啾信号的频率实现雷达探测；同时，对第二路调制信号进行光电探测、滤波，并提取滤波后信号的包络，根据滤波后信号的包络进行时频对应，得到待测频信号的频谱。本发明还公开了一种微波光子雷达探测与测频一体化实现装置。本发明可同时实现微波光子雷达探测和测频，并有效降低系统复杂度、成本和体积。

技术领域

本发明涉及一种微波光子雷达探测与测频一体化实现方法及装置，属于微波光子技术领域。

背景技术

微波光子技术以其大带宽、高频率、低传输损耗和免电磁干扰等优点而受到越来越多的关注。特别是在雷达与电子战系统中，微波光子技术得到越来越广泛的应用以打破传统电器件对雷达或电子战系统工作带宽的限制。微波光子雷达按照结构可以分为两大类。一类是基于锁模激光器实现的，在该结构中，锁模激光器用于产生雷达发射信号和采集雷达接收信号[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).]。另一类是基于线性调频信号去啁啾实现的，在该结构中，将中频线性调频信号借助微波光子倍频技术实现倍频后发射出去，然后通过微波光子下变频技术实现雷达发射信号与接收信号的混频，去除线性调频信号的啁啾，该去啁啾信号经过低速模数转换器采样并最终输入到计算机进行数字信号处理，实现雷达探测[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).]。微波光子雷达的实时带宽可以达到几十GHz，实现高分辨率探测。

除了雷达探测以外，微波光子学在电子战系统中的另一个重要应用就是微波频率测量。根据实现原理的不同，微波光子测频系统可以分为三类：频率-时间映射，频率-空间映射，频率-功率映射[S.Pan and J.Yao,Photonics-based broadband microwavemeasurement,J.Light.Technol.35(16),3498-3513(2016).]。相比传统的微波测频技术，微波光子测频系统具有工作频带宽的优势。

在以前的研究中，微波光子雷达和微波光子测频系统一般是用分立的系统实现的，两者之间并无交集。然而，在现今的军事应用中，雷达和电子战系统均是必不可少的，雷达和电子战系统的融合对于节省硬件和维护成本，减少电子系统体积具有极其重要的意义。因此，有必要研究如何实现微波光子雷达探测和测频技术的一体化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有微波光子雷达探测和测频系统均为分立系统所存在的问题，提供一种微波光子雷达探测与测频一体化实现方法，可用一套系统同时实现微波光子雷达探测和微波光子测频，并有效降低系统复杂度、成本和体积。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：