[发明专利]基于空-时-频处理的全光一体化雷达信号接收方法

说明书

本申请涉及雷达技术领域，特别涉及一种基于空‑时‑频处理的全光一体化雷达信号接收方法，其中，方法包括：接收待测目标反射的雷达回波信号；基于在第一预设位置设置的第一偏置点对雷达回波信号进行电光转换后，得到光载回波信号；将光载回波信号在光域进行空‑时域二维微波信号处理，然后基于在第二预设位置设置的第二偏置点进行时‑频域二维微波信号处理，生成第一信号；根据第一信号得到光电流，并分析光电流的频谱特征实现预设波束指向，并获取预设波束指向角区域内目标的二维信息。由此，解决了现有雷达接收方案中不同微波光子功能器件级联损耗过大、多目标场景下假目标分量干扰的问题。

技术领域

本申请涉及雷达技术领域，特别涉及一种基于空-时-频处理的全光一体化雷达信号接收方法。

背景技术

雷达通过向目标发射电磁波并接收其回波，即可以获取目标至发射机的距离、方位、速度等多维信息，不论是在民用领域还是军用领域都发挥着不可或缺的价值。随着目标所处环境的复杂多变以及使用人员对获得目标更多细节信息的需求，雷达也在不断向着多功能、高分辨的方向发展。在实际应用场景中，雷达探测的目标通常是非合作的，一般其处于空间的位置及数量都无法预知，对于接收端往往需要先通过波束扫描的方式进行空域全方位的搜索，基于电子方式控制电磁波相位的相控阵雷达可以有效地弥补机械式雷达在灵活性、体积、功耗等方面的不足，但其仅适用于窄带雷达信号。在利用波束扫描搜索到某一空域方位存在目标后，则需要进一步获取目标的特征信息，高频、大带宽的雷达信号有助于提升目标的在距离维与方向维的分辨力，但受传统电子器件在采样率、隔离度、电磁干扰等方面的限制，基于电子方式获取目标二维信息的高分辨探测雷达无法与现阶段发展的探测需求相匹配。

基于微波光子学的光子信号处理技术凭借其高频、宽带、抗电磁干扰的优势能够有效缓解传统电学方式在接收端探测方面的不足。如光真延时网络解决了相控阵雷达中由电移相器引入的波束斜视问题，由此构建的光控相控阵雷达可适用于宽带雷达波形，波束指向不因带内频率变化而发生指向偏移，光学去斜信号处理也解决了雷达接收端对目标高分辨探测的需求，实现厘米级成像分辨率的同时兼顾信息获取的实时性。

然而，目前典型的基于微波光子器件构建的雷达接收机大都功能单一，光谱结构不兼容导致不同微波光子功能器件级联时需电光中继转换，系统损耗会急剧攀升。相关技术中有的提出一种集光控波束成形与光学去斜功能于一体的多功能新型宽带雷达接收方法，规避了由多次光电转换所引入的非必需损耗，但这一方法未曾进一步考虑空域目标数量因素对接收机的影响，当空间存在多于一个目标时，不同目标的回波由于光电器件的非线性作用将导致假目标出现，干扰对真实目标的判决。

由上可知，为了满足多元化的雷达探测需求以适应复杂多变的环境，提出空域波束扫描与高分辨探测功能兼备的雷达信号接收方案就变得至关重要，消除多余光电转换损耗的同时有效规避假目标分量的干扰，对雷达接收机系统性能的提升具有重要意义。

发明内容

本申请提供一种基于空-时-频处理的全光一体化雷达信号接收方法，以解决现有雷达接收方案中不同微波光子功能器件级联损耗过大、多目标场景下假目标分量干扰的问题。

本申请第一方面实施例提供一种基于空-时-频处理的全光一体化雷达信号接收方法，包括以下步骤：

接收待测目标反射的雷达回波信号；

基于在第一预设位置设置的第一偏置点对所述雷达回波信号进行电光转换后，得到光载回波信号；

将所述光载回波信号在光域进行空-时域二维微波信号处理，然后基于在第二预设位置设置的第二偏置点进行时-频域二维微波信号处理，生成第一信号；以及

根据所述第一信号得到光电流，并分析所述光电流的频谱特征实现预设波束指向，并获取预设波束指向角区域内目标的二维信息。

可选地，所述将所述光载回波信号在光域进行空-时域二维微波信号处理，然后基于在第二预设位置设置的第二偏置点进行时-频域二维微波信号处理，生成第一信号，包括：