[发明专利]一种微波光子多波段雷达成像系统及方法

说明书

本发明涉及成像雷达领域，特别涉及一种微波光子多波段雷达成像系统及方法。在发射端，光学多波段信号产生模块分别生成多波段信号发送至发射机射频前端，生成参考信号发送至光学多波段信号接收模块；发射机射频前端的输出端连接发射天线的输入端；在接收端，接收天线的输出端连接接收机射频前端的输入端，接收机射频前端输出端连接光学多波段信号接收模块的接收信号输入端；光学多波段信号接收模块利用参考信号对接收到的多波段回波信号进行去斜处理，生成各个波段回波的去斜信号发送至信号采集及处理模块；信号采集及处理模块对接收到的信号进行处理获得高分辨成像。本发明的系统结构紧凑，方法简便，且具有较强的抗电磁干扰能力。

技术领域

本发明涉及成像雷达领域，特别涉及一种微波光子多波段雷达成像系统及方法。

背景技术

成像雷达可以对目标进行分辨、识别和分类，在自动驾驶、安检、国防等领域有着巨大应用。成像雷达的分辨力越高，对目标的分辨识别能力也就越高。为了获得高分辨的距离像结果，最直接的方法就是单波段雷达发射接收宽带信号，但是由于频谱资源的管控，有些频段不能使用，这使得雷达在某些情况下的工作带宽受限。而另外一种方法就是利用多波段雷达系统通过发射接收多个相对窄带的波段雷达波形，再通过对多个波段的数据进行融合处理来等效获得一个大带宽的信号，从而实现高分辨的一维距离像。雷达波段带宽越大，最后合成的等效信号带宽也会越大；此外这几个波段信号需要尽可能相参，否则会增加融合过程中的相参处理复杂度，甚至导致无法实现有效的融合处理，进而无法实现高分辨的成像结果。

传统的多波段雷达系统结构如图1所示，包括传统电学多波段信号产生模块、发射机射频前端、发射天线、接收天线、接收机射频前端、传统电学多波段接收模块和信号采集及处理模块。在发射端，所述传统电学多波段信号产生模块的输出端连接发射机射频前端输入端，发射机射频前端输出端连接发射天线的输入端；在接收端，接收天线的输出端连接接收机射频前端输入端，接收机射频前端输出端连接传统电学多波段信号接收模块输入端，传统电学多波段信号接收模块输出端连接信号采集及处理模块的输入端。但受限于电子器件瓶颈，传统的基于数字频率合成技术、基于电数模转换技术等信号产生方案获得的多波段信号频率和带宽均较小，仅有几百MHz,所以为了产生宽带的多波段信号，传统的电学多波段信号产生模块往往需要利用多级的电倍频技术和多级的本振上变频技术。而电倍频器会严重恶化信号的相噪，此外本振之间的不相参及噪声抖动会直接导致最后产生多波段信号的不相参；传统的电学多波段信号接收模块为了对宽带的多波段信号进行接收，同样需要进行多级的本振下变频，本振之间的不相参及噪声抖动会进一步加深各个波段信号间的不相参。因此，传统的多波段雷达成像系统往往难以实现有效的高分辨融合成像。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术中多波段雷达系统信号产生带宽小、波段信号不相参、融合超分辨实现难等问题，提出一种微波光子多波段雷达成像系统及方法。本发明的系统结构紧凑，方法简便，且具有较强的抗电磁干扰能力，在自动驾驶、安全检查、国防等领域有重要作用。

本发明提出一种微波光子多波段雷达成像系统，包括：发射机射频前端、发射天线、接收天线、接收机射频前端，信号采集及处理模块，其特征在于，还包括：光学多波段信号产生模块和光学多波段信号接收模块；在发射端，所述光学多波段信号产生模块分别连接发射机射频前端的输入端和光学多波段信号接收模块的参考信号输入端，分别用于生成多波段信号发送至发射机前端以及生成多波段信号或光载多波段信号发送至光学多波段信号接收模块；发射机射频前端的输出端连接发射天线的输入端；在接收端，接收天线的输出端连接接收机射频前端的输入端，接收机射频前端的输出端连接光学多波段信号接收模块的接收信号输入端；光学多波段信号接收模块的输出端连接信号采集及处理模块的输入端；所述光学多波段信号接收模块利用从光学多波段产生模块接收到的多波段信号或者光载多波段信号作为去斜处理的参考信号，对从接收机射频前端接收到的各波段回波信号进行去斜处理，生成各个波段回波的去斜信号发送至信号采集及处理模块。

本发明的特点及有益效果是：