[发明专利]一种微波光子雷达通信一体化系统及方法

权利要求书

1.一种微波光子雷达通信一体化系统，其特征在于该系统包括：激光源，光多维度调控器、光耦合器、偏振分束器、平衡探测器、长光纤、光电探测器、放大器、滤波器、电耦合器、正交混频器、发射天线和接收天线；其中所述的激光器、光多维度调控器、长光纤、光电探测器、放大器、滤波器和电耦合器组成光电振荡器；

其中，所述的激光源的输出与光多维度调控器的光输入端口相连，所述的光多维度调控器的数字输入端口与一个二路数字码源相连，光多维度调控器的射频输入端口与光电振荡器的单频振荡信号相连，利用二路数字码源发出的数字信号和光电振荡器的单频振荡信号经所述的光多维度调控器，对激光源发出的激光进行频率、幅度、相位、偏振的调控和复用后，由光耦合器分成两路信号，光耦合器的一路输出信号依次经过长光纤、光电探测器、放大器和滤波器后，与电耦合器的输入相连，电耦合器的一路输出信号与光多维度调控器的射频输入端口连接，形成闭合的光电振荡器；光耦合器的另一路输出信号通过偏振分束器，输入平衡探测器，得到雷达通信一体化信号，雷达通信一体化信号通过发射天线发射，接收天线接收雷达通信一体化信号，该雷达通信一体化信号与光电振荡器中上述电耦合器的另一路输出信号一起发送至正交混频器，混频后的信号发送至数字信号处理模块，数字信号处理模块对混频后的信号进行处理和解调，得到雷达的距离信息和通信信息，实现雷达通信一体化。

2.如权利要求1所述的微波光子雷达通信一体化系统，其特征在于，其中所述的光多维度调控器，包括90度电桥和双偏振双平行调制器，所述的光电振荡器环路的单频振荡信号与所述的90度电桥相连，90度电桥的两个输出信号分别加载在X偏振方向的两个平行的马赫增德调制器(MZM)上，所述的二路数字码源输入加载在Y偏振方向的两个平行的马赫增德调制器上，X和Y偏振方向的两路光通过一个偏振合束器合并为一路，作为光多维度调控器的输出。

3.一种微波光子雷达通信一体化方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)根据雷达通信一体化的工作频段，确定光电振荡器中滤波器的中心频率；光电振荡器中的射频信号经过一个90度电桥，在X偏振方向上驱动一个工作状态为单边带调制的双平行调制器，产生X偏振方向的单边带光谱E_x，该单边带光谱E_x中的光载波和射频调制边带之间的频率间隔即为光电振荡器的振荡频率ω_e；

(2)设定通信信息的比特为c_I和c_Q，设计雷达通信一体化信号：即采用两路双极性编码的脉冲压缩信号r_I(t)和r_Q(t)，双极性编码的长度分别为M和N，双极性编码的码元周期为τ，将设定的通信信息比特c_I和c_Q调制在脉冲压缩信号r_I(t)和r_Q(t)的整体极性上，得到两路雷达通信一体化信号rc_I(t)和rc_Q(t)；

(3)根据步骤(2)的rc_I(t)和rc_Q(t)，在Y偏振方向上，驱动一个工作状态为抑制载波调制的双平行调制器，产生Y偏振方向的基带光谱E_y；

(4)利用一个光耦合器，使光多维度调控器的一部分信号输入至一个偏振分束器，使偏振分束器的两个输出信号分别为E_x+E_y和E_x-E_y，该两个输出信号在平衡探测器中进行单独拍频再相减，产生无载波泄露和镜频干扰的射频雷达通信一体化信号E_xE_y^*，该雷达通信一体化信号E_xE_y^*通过天线发射；

(5)步骤(4)的雷达通信一体化信号E_xE_y^*被天线接收后，经过正交混频、模数转换后，在数字信号处理模块中对两路信号进行脉冲压缩，得到通信信息以及两路雷达回波延时信息△τ_I和△τ_Q，数字信号处理模块通过数据融合，得到真实雷达回波延时△τ，实现微波光子雷达通信一体化。