宽带信号接收方法、装置及电子战接收机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种宽带信号接收方法。本发明专利技术方法对接收到的宽带射频信号进行基于光子技术的傅立叶变换并对变换后信号进行时域分析，得到所述宽带射频信号的时域延时信息；与此同时，对所述宽带射频信号进行光子辅助高分辨率接收，并根据所述时域延时信息对光子辅助高分辨率接收的参数进行实时控制，从而实现宽带范围内射频信号的高精细全覆盖接收。本发明专利技术还公开了一种宽带信号接收装置和一种电子战接收机。本发明专利技术可实现对多频段宽带覆盖信号的实时、可重构的高精细接收，并且避免全波段覆盖、高分辨率精细接收所需要的过高资源代价。

Broadband Signal Receiving Method, Device and EW Receiver

The invention discloses a broadband signal receiving method. The method of the invention carries out Fourier transform based on photon technology for the received broadband radio frequency signal, and carries out time domain analysis for the transformed signal to obtain the time domain delay information of the broadband radio frequency signal. At the same time, the broadband radio frequency signal is received with photon-assisted high resolution, and the parameters of photon-assisted high resolution reception are carried out according to the time domain delay information. Real-time control, so as to achieve high-precision full coverage reception of radio frequency signals in the broadband range. The invention also discloses a broadband signal receiving device and an electronic warfare receiver. The invention can realize real-time and reconfigurable high-precision reception of multi-band broadband coverage signal, and avoid the excessive resource cost of full-band coverage and high-resolution fine reception.

【技术实现步骤摘要】
宽带信号接收方法、装置及电子战接收机
本专利技术涉及一种射频信号接收方法，尤其涉及一种宽带信号高精度接收方法，属于微波光子

技术介绍
电子战系统需要实现对频谱宽开、空间宽开的覆盖工作全频段、大动态范围的射频信号的全覆盖接收，这对现在接收机系统提出了巨大挑战。在电子战领域，对信号进行有效接收更是具有非常重要的意义。现代电子接收机除了需要具有高精度、高灵敏度、大动态范围的能力之外，还必须具有大的瞬时带宽，同时需要具备对监测到的信号做实时处理的能力。常见的接收机可以分为四类：宽带接收机、窄带接收机、多信号接收机、信道化和数字接收机。晶体视频接收机(F.B.GrossandK.Chen,"Comparisonofdetectabilityoftraditionalpulsedandspreadspectrumradarwaveformsinclassicpassivereceivers,"IEEETransactionsonAerospaceandElectronicSystems,vol.41,no.2,pp.746-751,2005.)的基本原理如图1所示，通过带通滤波器完成频带的选择，再通过前置放大器和晶体检波器完成信号的幅度解调，最后通过对数视频放大器完成调幅信号的合并输出。对于瞬时测频接收机(H.GruchalaandM.Czyzewski,"Theinstantaneousfrequencymeasurementreceiverinthecomplexelectromagneticenvironment,"inInternationalConferenceonMicrowaves,RadarandWirelessCommunications,vol.1.,pp.155-158,2004,)，信号经过带通滤波器和前置放大器之后，再经频率转换系统将频率信息转换为与频率有关的信号，经数字电路量化后直接生成频率读数。其基本原理如图2所示。两类接收机均可提供宽频覆盖范围，但无法同时处理多个信号，同时，其脉冲接收能力受高功率连续波的影响较大，灵敏度低。调谐接收机(J.O.Salo,"Tunablereceiver,"US,US6748198B1[P].2004.)的基本原理如图3所示，在晶体视频接收机结构的基础上，在前置放大器前后增加了可调电滤波器，通过调节前后两个滤波器的通带，之后的晶体视频接收机可以同时控制多个信号，并且由于电滤波器的带宽窄，系统可实现更高的灵敏度。在某些特殊应用场合，如需监视始终位于同一频率的多个信号时，可以采用固定调谐式接收机。超外差接收机(T.IchikawaandH.Iwasaki,"Superheterodynereceiver,"US,US4776040[P].1988.)的原理如图4所示，利用可调谐的本振信号，将射频信号下变频到固定的中频，同时，为隔离干扰信号的影响，可增加可调谐带通滤波器实现预滤波。这两种接收机可以提高灵敏度，但问题在于只能覆盖频谱的有限部分。频谱接收机包括布拉格小盒接收机和压缩接收机。布拉格小盒接收机(J.P.LindleyandH.L.Nurse,"SpectrumAnalysisUsingAcousto-OpticTechniques,"inEffectUtilizationofOpticsinRadarSystems,pp.118-127,1977.)的基本原理如图5所示，接收到的信号加载到一个晶体布拉格小盒，使得激光器发出的光在布拉格小盒处发生折射，折射角度与接收到的信号的频率成正比，因此可通过光监测阵列监测折射后的光信号分量即可得到输入信号的频谱信息。压缩接收机(J.HarringtonandR.Nelson,"CompressiveinterceptreceiverusesSAWdevicesforsignalsortingwithstabilityandflexibility,"MicrowaveJournal,vol.17,pp.57-60,1974.)的原理如图6所示，基本上是一个快速调谐的超外差接收机，通过扫频产生器使得本振信号可以在特定频段内频率快速扫描，其输出通过压缩滤波器产生与频率成比例的延迟。这一接收机又称扫频接收机，系统的最终输出为接收机的全频带频谱显示。频谱接收机可以提供瞬时的宽带频谱覆盖，可以同时处理多个信号，但无法实现对信号的高精细接收，不能对信号进行解调，所以不能获取信号的完整信息。信道化接收机是一组可连续设置通带的固定频率接收机，其基本原理如图7所示(F.B.GrossandK.Chen,"Comparisonofdetectabilityoftraditionalpulsedandspreadspectrumradarwaveformsinclassicpassivereceivers,"IEEETransactionsonAerospaceandElectronicSystems,vol.41,no.2,pp.746-751,2005.)。信道化接收机每个通带的接收带宽相同，不同通带的可接受频段不同，所有通带共同组成解调信号的输出。基于信道化接收机实现对电信号的宽带高精度接收，需要构建完全覆盖全频段的数目巨大的信道，系统复杂，且系统的数据量巨大。数字接收机通过将接收的信号采样、量化等操作完成数据的采集，并在数字域上对信号进行分析和处理，其典型结构如图8所示(J.Mitola,"Softwareradioarchitecture:amathematicalperspective,"IEEEJournalonselectedareasincommunications,vol.17,no.4,pp.514-538,1999.)。信道化和数字接收机可以提供电子战系统所需的大部分接收机性能参数，但随着带宽的增加，二者需要的处理资源都会随之极剧增加，对其在电子战系统中的应用带来挑战。光子技术具有可并行处理、光谱资源丰富、处理速度快、瞬时带宽大等优势，目前基于光子技术的瞬时测频、信道化接收机，基于光模数转换的数字接收机等也得到了广泛关注和研究。基于光子技术的瞬时测频接收机(X.H.Zou,S.L.Pan,andJ.P.Yao,"InstantaneousMicrowaveFrequencyMeasurementWithImprovedMeasurementRangeandResolutionBasedonSimultaneousPhaseModulationandIntensityModulation,"JournalofLightwaveTechnology,vol.27,no.23,pp.5314-5320,2009.)其基本原理如图9所示。微波信号通过电光调制并经过上下两路的与微波频率相关的幅度衰落，经光电转换后得到上下两路的幅度比，根据此幅度比反推出信号的频率，完成瞬时测频接收机的功能。然而，基于光子的瞬时测频技术无法同时对两个或多个信号进行接收，在电子战对多目标同时接收的应用中性能受到极大的限制。基于光子技术的信道化接收机通过引入光子技术来实现对电信号的信道化。其中一种典型结构和原理如图10所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽带信号接收方法，其特征在于，对接收到的宽带射频信号进行基于光子技术的傅立叶变换并对变换后信号进行时域分析，得到所述宽带射频信号的时域延时信息；与此同时，对所述宽带射频信号进行光子辅助高分辨率接收，并根据所述时域延时信息对光子辅助高分辨率接收的参数进行实时控制，从而实现宽带范围内射频信号的高精细全覆盖接收。

【技术特征摘要】
1.一种宽带信号接收方法，其特征在于，对接收到的宽带射频信号进行基于光子技术的傅立叶变换并对变换后信号进行时域分析，得到所述宽带射频信号的时域延时信息；与此同时，对所述宽带射频信号进行光子辅助高分辨率接收，并根据所述时域延时信息对光子辅助高分辨率接收的参数进行实时控制，从而实现宽带范围内射频信号的高精细全覆盖接收。2.如权利要求1所述方法，其特征在于，使用光子辅助的信道化接收方法进行所述光子辅助高分辨率接收；所述光子辅助高分辨率接收的参数为光子辅助的信道化接收方法中的光频梳的梳齿间隔控制参数、可编程光处理器的响应操控参数、光子移频的频率操控参数。3.如权利要求2所述方法，其特征在于，根据所述时域延时信息对光子辅助高分辨率接收的参数进行实时控制，具体方法如下：选取适当的光子移频的频率操控参数，使得光载波的移频量为fshift，从而信号光频梳和本振光频梳的中心频率分别为f0、f0+fshift；通过光频梳的梳齿间隔控制参数，使得信号光频梳和本振光频梳的梳齿间隔分别为fFSR1、fFSR2，且满足fFSR2-fFSR1＝Δf，Δf为每个信道的带宽，并由此确定a、b，使得a为满足fshift+afFSR2<afFSR1+fc-BW/2的最大整数，b为满足fshift+bfFSR2>bfFSR1+fc+BW/2的最小整数；据此得到可编程光处理器的响应操控参数，从而使得每个信道的通带中心频率为f0+fshift+nfFSR2，n取值在(a,a+1,……,b)，通带带宽为fFSR2-fFSR1，信道数量为大于BW/(fFSR2-fFSR1)的最小值，BW为依据所述宽带射频信号的时域延时信息得到的所述宽带射频信号的带宽。4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于光子技术的傅立叶变换为基于锁模激光器和时频卷积的傅立叶变换，或者为基于单频光源和时间透镜的傅立叶变换。5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于光子技术的傅立叶变换与光子辅助高分辨率接收复用同一光源和同一接收天线。6.一种宽带信号接收装置，其特征在于，包括：光子辅助高分辨率接收模块，用于对接收到的宽带射频信号进行光子辅助高分辨率接收；光子傅立叶变换模块，用于对所述宽带射频信号进行基于光子技术的傅立叶变换；时域分析模块，用于对变换后信号进行时域分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱丹，张博文，潘时龙，陈文娟，周涛，钟欣，陈智宇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32