[发明专利]基于注入锁定倍频的相干微波光子雷达探测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于注入锁定倍频的相干微波光子雷达探测方法及系统，该方法利用基带信号调制光载波生成包含多个高阶边带的调制光信号，调制光信号分成两路分别注入两个从激光器进行高阶边带注入锁定获得两个锁定边带光信号；选择其中一个锁定边带光信号分为两路，一路作为接收光信号对雷达回波接收得到雷达接收光信号，另一路与另一个锁定边带光信号合为一起后分为两路，一路经光电转换后获得倍频雷达发射信号；另一路与雷达接收光信号实现雷达回波信号的相干接收，得到中频信号，提取可获得探测目标信息。本发明通过光子注入锁定技术及光子相干接收技术，可实现倍频可重构雷达信号产生及相干接收，雷达系统参数灵活可调，抗干扰能力强。

技术领域

本发明涉及一种雷达探测方法，尤其涉及一种基于光注入锁定倍频与相干接收的微波光子雷达探测方法及系统。

背景技术

实时高精度雷达广泛应用于军事、民用领域，多功能全频谱探测是现代雷达技术的发展的主要方向之一。为了覆盖广域频谱空间，这就需要雷达工作波段灵活可调，信号可实时高精度处理分析。受限于目前电子技术瓶颈限制，射频放大、匹配、传输链路在承载宽带信号的产生、采样、处理等功能时，存在潜在的幅度/相位非线性效应，限制了雷达向高频宽带发展（参见[S. Kim, N. Myung, Wideband linear frequency modulatedwaveform compensation using system predistortion and phase coefficientsextraction method, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 17,no. 11, pp. 808-810, 2007.]）。得益于微波光子技术的快速发展，微波信号的光域产生、传输、处理，如光子混频、光子采样、光子真延时等为克服传统雷达电子瓶颈问题，改善提高技术性能，提供了新的技术支撑，成为下一代雷达的关键技术（参见 [J. Mckinney, Photonics illuminates the future of radar, Nature, vol. 507, no. 7492, pp.310-312, 2014.]）。如基于光子倍频技术的宽带雷达探测信号产生及基于光子混频技术的宽带雷达回波信号实时接收处理等技术已在新型雷达接收技术中使用（参见[F. Zhang,Q. Guo, Z. Wang, etc, Photonics-based broadband radar for high-resolutionand real-time inverse synthetic aperture imaging, Optics Express, vol. 25,no. 14, pp. 16274-16281, 2017.]）。但目前基于光子倍频技术实现宽带雷达信号产生方案存在以下问题：1）基于特殊调制器实现光倍频的倍频因子有限且不能灵活可调；2）光电控制链路复杂，且存在较强非理想边带拍频生成的寄生干扰信号；3）信号产生方式限制了雷达信号接收方案大多难以通过相干接收实现宽带目标回波信号的接收。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：克服现有技术不足，基于光注入锁定机理，利用分布反馈式激光器对高阶扫频边带分别进行滤波放大，得到倍频因子灵活可调的宽带雷达发射信号；并基于相干接收技术，实现宽带回波信号的实时正交去斜。系统灵活可调，抗干扰性能优异。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：