微波光子雷达-通信一体化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微波光子雷达‑通信一体化方法。在发射端，将雷达线性调频信号和相位编码通信信号同时电光调制于第一光载波上，然后转换为电信号后通过发射天线发射，雷达线性调频信号的子脉冲时宽与相位编码通信信号的子码元时宽相同；在接收端，将接收天线所接收的信号与雷达线性调频信号的分束信号同时电光调制于第二光载波上，然后用光电探测器进行混频去斜，最后对去斜后的电信号中的雷达回波信号和通信信号分别进行滤波采样并进行信号处理，得到相应的雷达探测信息和通信信息。本发明专利技术还公开了一种微波光子雷达‑通信一体化装置。本发明专利技术可有效解决现有的雷达和通信系统彼此分立，过多占用资源与空间且容易产生电磁干扰的缺点。

【技术实现步骤摘要】
微波光子雷达-通信一体化方法及装置
本专利技术涉及一种微波光子雷达-通信一体化方法，属于微波光子与雷达、无线通信相交叉的

技术介绍
雷达是人类进行全天候目标探测与识别的主要手段，多功能、高精度、实时探测一直是雷达研究者追求的目标。同时，自进入信息化时代以来，通信技术迅猛发展，通信速率不断提高，带宽不断扩大。随着雷达技术和通信技术的不断发展，雷达系统和通信系统在频率范围、收发机结构等方面具有了越来越多的共通点，雷达通信一体化技术越来越引起人们的重视，成为一个新的研究热点。雷达通信一体化技术首先应用于军事方面，在舰船、飞机等空间狭小受限的应用场合，运用雷达通信一体化技术，将分立繁杂的雷达系统和通信系统进行整合，减少空间，避免雷达系统和通信系统间的电磁干扰，成为研究人员的奋斗目标。而在民用领域，随着智能汽车、智能交通、智能安防等领域的兴起，人们也希望有一种方法，能够将雷达数据进行实时传输，同时整合雷达系统和通信系统来降低成本，雷达通信一体化技术在民用市场也具有广阔的前景。雷达通信一体化系统主要要求同时实现雷达探测和通信功能，避免或者尽量减少两者之间的干扰。雷达通信一体化的体制主要有两类，分别是共享硬件和一体化波形。其中，共享硬件的体制例如分时、分频、分波束等，但是这些体制下，雷达系统和通信系统需要进行资源划分，且仍然存在互相干扰的问题。一体化波形设计能够在单一设备、通过同一信号、同时实现通信与雷达探测的功能，成为未来的研究方向。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种微波光子雷达-通信一体化方法及装置，可有效解决现有的雷达和通信系统彼此分立，过多占用资源与空间且容易产生电磁干扰的缺点。本专利技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题：一种微波光子雷达-通信一体化方法，在发射端，将雷达线性调频信号和相位编码通信信号同时电光调制于第一光载波上，然后将所得到的调制光信号转换为电信号后通过发射天线发射，所述雷达线性调频信号的子脉冲时宽与所述相位编码通信信号的子码元时宽相同；在接收端，将接收天线所接收的信号与所述雷达线性调频信号的分束信号同时电光调制于第二光载波上，然后用光电探测器对所得到的调制光信号进行混频去斜，最后对去斜后的电信号中的雷达回波信号和通信信号分别进行滤波采样并进行信号处理，得到相应的雷达探测信息和通信信息。优选地，所述将雷达线性调频信号和相位编码通信信号同时电光调制于第一光载波上，以及所述将接收天线所接收的信号与所述雷达线性调频信号的分束信号同时电光调制于第二光载波上，均通过双臂结构的电光调制模块实现。进一步地，通过调节通信信号的延时来调整通信信号去斜后的频率。根据相同的专利技术思路还可以得到以下技术方案：一种微波光子雷达-通信一体化装置，包括发射端和接收端，所述发射端包括：第一电光调制模块，用于将雷达线性调频信号和相位编码通信信号同时电光调制于第一光载波上，所述雷达线性调频信号的子脉冲时宽与所述相位编码通信信号的子码元时宽相同；第一光电探测器，用于将第一电光调制模块输出的调制光信号转换为电信号；发射天线，用于发射第一光电探测器输出的电信号；所述接收端包括：接收天线，用于接收雷达回波信号和通信信号；第二电光调制模块，用于将接收天线所接收的信号与所述雷达线性调频信号的分束信号同时电光调制于第二光载波上；第二光电探测器，用于对第二电光调制器输出的调制光信号进行混频去斜；滤波采样单元，用于对去斜后的电信号中的雷达回波信号和通信信号分别进行滤波采样；通信信号处理单元，用于对滤波采样得到的通信信号进行处理，得到通信信息；雷达信号处理单元,用于对滤波采样得到的雷达回波信号进行处理，得到雷达探测信息。优选地，第一电光调制模块和第二电光调制模块均为双臂结构的电光调制模块。进一步地，所述微波光子雷达-通信一体化装置还包括延时调节单元，用于通过调节通信信号的延时来调整通信信号去斜后的频率。相比现有技术，本专利技术技术方案具有以下有益效果：1)本专利技术将雷达系统和通信系统有机整合到一起，并通过令雷达线性调频信号和相位编码通信信号的周期相匹配，能同时进行雷达探测和通信且互不干扰，系统紧凑；2)本专利技术利用基于微波光子技术的信号产生方案和去斜的处理方法，大大提高了雷达系统的带宽，能实现更高的雷达距离分辨率；3)本专利技术的信号接收部分中，仅利用低速的模数转换器和数字处理算法即可对去斜后的信号进行处理，不需要数字匹配滤波器，从而降低了对数据存储的需求且增大了信号处理的速度，实现实时的信号处理。附图说明图1为本专利技术微波光子雷达-通信一体化装置一个具体实施例的结构原理示意图；图2为雷达-通信复合信号的示意图；图3为基于双臂马赫曾德尔调制器的电光调制模块结构原理示意图；图4为基于双偏振马赫曾德尔调制器的电光调制模块结构原理示意图；图5为雷达探测回波、雷达通信一体化站点2和雷达通信一体化站点3相对参考信号的时频关系图。具体实施方式针对现有技术的不足，本专利技术的思路是利用微波光子技术，并通过令雷达线性调频信号和相位编码通信信号的周期相匹配，实现雷达系统和通信系统的一体化，使系统结构紧凑，避免彼此间电磁干扰。具体地，在发射端，将雷达线性调频信号和相位编码通信信号同时电光调制于第一光载波上，然后将所得到的调制光信号转换为电信号后通过发射天线发射，所述雷达线性调频信号的子脉冲时宽与所述相位编码通信信号的子码元时宽相同；在接收端，将接收天线所接收的信号与所述雷达线性调频信号的分束信号同时电光调制于第二光载波上，然后用光电探测器对所得到的调制光信号进行混频去斜，最后对去斜后的电信号中的雷达回波信号和通信信号分别进行滤波采样并进行信号处理，得到相应的雷达探测信息和通信信息。本专利技术的微波光子雷达-通信一体化装置，包括发射端和接收端，所述发射端包括：第一电光调制模块，用于将雷达线性调频信号和相位编码通信信号同时电光调制于第一光载波上，所述雷达线性调频信号的子脉冲时宽与所述相位编码通信信号的子码元时宽相同；第一光电探测器，用于将第一电光调制器输出的调制光信号转换为电信号；发射天线，用于发射第一光电探测器输出的电信号；所述接收端包括：接收天线，用于接收雷达回波信号和通信信号；第二电光调制模块，用于将接收天线所接收的信号与所述雷达线性调频信号的分束信号同时电光调制于第二光载波上；第二光电探测器，用于对第二电光调制器输出的调制光信号进行混频去斜；滤波采样单元，用于对去斜后的电信号中的雷达回波信号和通信信号分别进行滤波采样；通信信号处理单元，用于对滤波采样得到的通信信号进行处理，得到通信信息；雷达信号处理单元，用于对滤波采样得到的雷达回波信号进行处理，得到雷达探测信息。上述技术方案中，为了使得两路微波信号能更好地同时调制于同一路光载波，第一、第二电光调制模块最好采用基于双臂马赫曾德尔调制器的电光调制模块、基于双偏振马赫曾德尔调制器的电光调制模块等双臂结构的电光调制模块。所述第一光载波和第二光载波可以是不同光源发出的不同的光信号，也可以是同一光源发出的光经分束得到。还可以通过调节接收端各个信号的延时，使得接收端去斜后的雷达信号占据低频段，而各个通信信号占据固定的各个频段，以实现实时的频分复用多向通信。为便于公众理解，下面通过一个具体实施例并结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波光子雷达‑通信一体化方法，其特征在于，在发射端，将雷达线性调频信号和相位编码通信信号同时电光调制于第一光载波上，然后将所得到的调制光信号转换为电信号后通过发射天线发射，所述雷达线性调频信号的子脉冲时宽与所述相位编码通信信号的子码元时宽相同；在接收端，将接收天线所接收的信号与所述雷达线性调频信号的分束信号同时电光调制于第二光载波上，然后用光电探测器对所得到的调制光信号进行混频去斜，最后对去斜后的电信号中的雷达回波信号和通信信号分别进行滤波采样并进行信号处理，得到相应的雷达探测信息和通信信息。

【技术特征摘要】
1.一种微波光子雷达-通信一体化方法，其特征在于，在发射端，将雷达线性调频信号和相位编码通信信号同时电光调制于第一光载波上，然后将所得到的调制光信号转换为电信号后通过发射天线发射，所述雷达线性调频信号的子脉冲时宽与所述相位编码通信信号的子码元时宽相同；在接收端，将接收天线所接收的信号与所述雷达线性调频信号的分束信号同时电光调制于第二光载波上，然后用光电探测器对所得到的调制光信号进行混频去斜，最后对去斜后的电信号中的雷达回波信号和通信信号分别进行滤波采样并进行信号处理，得到相应的雷达探测信息和通信信息。2.如权利要求1所述微波光子雷达-通信一体化方法，其特征在于，所述将雷达线性调频信号和相位编码通信信号同时电光调制于第一光载波上，以及所述将接收天线所接收的信号与所述雷达线性调频信号的分束信号同时电光调制于第二光载波上，均通过双臂结构的电光调制模块实现。3.如权利要求1所述微波光子雷达-通信一体化方法，其特征在于，通过调节通信信号的延时来调整通信信号去斜后的频率。4.一种微波光子雷达-通信一体化装置，包括发射端和接收端，其特征在于，所述发射端包括：第一电光调制模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张方正，聂海江，杨悦，潘时龙，
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