The invention discloses a device and a design method of an ultra wide band receiver based on microwave photons. Through the optical wavelength division multiplexing technology, the optical control beam synthesis and the optical channelization function module are connected through the optical transmission, realizing the process of processing the microwave radio frequency signal broadband reception in the optical domain. In the invention, microwave signals of different antenna lines are modulated to optical carriers of different wavelengths, different delay paths are selected through optical wavelength switching to achieve different beam direction; radio frequency signal information of different lines is carried through multi wavelength optical frequency comb and directly transmitted into microwave photon channelization module through optical transmission, and different wavelengths of light are demultiplexed in the module It is allocated to different channelization units, and the if channelization signals of corresponding columns are obtained through different channelization units, and finally the beams are combined to achieve the goal of beam synthesis. The microwave photon ultra wide band receiver device of the invention has a large real-time processing bandwidth and a large dynamic range.
【技术实现步骤摘要】
一种基于微波光子的超宽带接收机的装置及设计方法
本专利技术属于微波光子技术、相控阵侦测雷达
技术介绍
现代战场中的雷达调制方式复杂、多变,宽带、超宽带雷达大量装备,电磁信号日益密集。因此要求电子侦测雷达具备大瞬时带宽、高灵敏度、大动态范围等特点,并且能够辨识同时到达的多信号。针对上述实时侦察需求,目前采用相控阵移相实现波束扫描、模拟信道化和数字信号处理相结合实现信道化的传统电子方法,受限于电子电路器件的带宽损耗泄露干扰等因素,高频段的变频效率较低,信号噪声较大;此外,亦缺少对应的宽频带的器件,并且频率的平坦性得不到保证。为了满足宽带高频的要求,人们提出了基于微波光子技术的相控阵侦测雷达接收机,用于实现光控波束形成和光信道化的功能,从而替代传统电子方法。典型的光控波束形成的方法是用真时延替代移相,实现光控真延时波束形成。具体实施方式有以下几种:基于改变光路径长度、基于色散原理、热调谐光微环谐振器等。各种光真延时方案各有利弊,大多不能同时在系统瞬时带宽、多波束复用等方面具有优势,且可重构性和拓展性较差:基于光开关网络选择光纤物理长度的方式,随着系统阵元数目和发射接收波束数目的增多,器件数目急剧增加,系统结构复杂、体积增大,且由于开关同时控制所有波长,系统难以独立控制多个波束;基于色散原理的波束形成网络需要昂贵且难以实现的可调激光器阵列,对激光器波长稳定性要求较高;延时的同时伴随着由色散效应引起射频信号的衰减,且色散越大(可提供的最大真延时越大),带宽越小,限制了系统的瞬时带宽。微波光子信道化接收 ...
【技术保护点】
1.一种基于微波光子的超宽带接收机设计方法,其特性在于:光域处理射频信号方法:将多列天线的射频信号调制到激光器阵列产生的不同波长光载波上,利用多波长复用技术进行光信号传输,并携带不同列天线的射频信号信息;通过光延时阵列对不同的波长的光载波产生不同的可控延时;将上述被延时后的多波长光载波经处理生成频率间隔可调的多波长光载波频率梳,同时将输出的激光器阵列分束出一束光经相干移频后作为本振光信号,并将该信号也处理生成频率间隔可调的多波长光本振频率梳;多波长光本振、载波频率梳经光信道化处理,在每个独立的波长信道化单元中生成初始射频信号对应不同信道的中频信号,并最终将这些不同波长单元的中频信号按照对应信道合成到一起,从而实现了射频信号在光上生成真延时,并通过光处理降频到电中频,在中频域实现了波束指向合成。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于微波光子的超宽带接收机设计方法,其特性在于:光域处理射频信号方法:将多列天线的射频信号调制到激光器阵列产生的不同波长光载波上,利用多波长复用技术进行光信号传输,并携带不同列天线的射频信号信息;通过光延时阵列对不同的波长的光载波产生不同的可控延时;将上述被延时后的多波长光载波经处理生成频率间隔可调的多波长光载波频率梳,同时将输出的激光器阵列分束出一束光经相干移频后作为本振光信号,并将该信号也处理生成频率间隔可调的多波长光本振频率梳;多波长光本振、载波频率梳经光信道化处理,在每个独立的波长信道化单元中生成初始射频信号对应不同信道的中频信号,并最终将这些不同波长单元的中频信号按照对应信道合成到一起,从而实现了射频信号在光上生成真延时,并通过光处理降频到电中频,在中频域实现了波束指向合成。
2.一种基于微波光子的超宽带接收机装置,其特征在于:
包括微波前端、光真延时模块、多波长光载波/光本振频率梳产生模块、光信道化模块以及信号处理模块;
其中所述光真延时模块包括m个波长可切换的激光器LD、m个马赫增德尔调制器MZM、光粗波分复用器CWDM和光延时单元OTD;
所述多波长光载波/光本振频率梳产生模块包括马赫增德尔调制器MZM、相位调制器PM、两路射频信号源以及用于生成多波长相干光的单元;
所述微波光子信道化接收机包括n个不同波长的微波光子信道化单元,其中每个单元又包括法布里-布罗滤波器FPF、光密集波分复用器DWDM和j路双平衡探测器;
在光真延时模块内,不同列的信号加载到不同激光器输出的光载波上去,其波长可同步切换,通过波长切换来选择不同的延时路径;
上述激光器输出光波被分出一路进入到光本振频率梳产生模块中,用于产生多波长的光本振频率梳,同时携带有射频信号信息并被延时的光载波进入到光载波频率梳产生模块中产生对应的光载波频率梳;
上述两个光频率梳再次经过光解波分复用器后可根据不同的波长自动分配到不同的微波光...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙明明,张信民,吕晨阳,
申请(专利权)人:中国船舶重工集团公司第七二四研究所,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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