低功率微波信号一体化处理方法与一体化接收机技术

微低功率微波信号一体化处理方法与一体化接收机，首先，本发明专利技术通过一个光电混合环路实现对低功率微波信号提取、放大，并对光载波进行调制，再利用相移光纤光栅提取已调光信号；同时通过另一光电混合环路产生光电混合振荡信号，获得与已调光信号相干的本振光信号；然后，利用光电探测器的包络检波功能实现已调光信号与本振光信号的混频，实现微波信号的下变频功能；最后，通过低通滤波器抑制带外噪声，实现中频信号输出。本发明专利技术基于光纤的大带宽、低损耗、抗电磁干扰等优点，将低功率微波信号的接收在光域完成，在保证极低引入噪声、有效抑制镜像信号、简化系统复杂性的同时兼具抗电磁干扰性，实现了集放大、滤波与下变频功能的一体化接收。一体化接收。一体化接收。

【技术实现步骤摘要】
低功率微波信号一体化处理方法与一体化接收机


[0001]本专利技术涉及微波技术与光通信技术的交叉领域，特别涉及一种低功率微波信号一体化处理方法与一体化接收机。

技术介绍

[0002]复杂电磁环境下微波信号的探测在遥感遥测、射频通信、雷达、电子战系统等诸多领域都有着重要的应用。
[0003]在复杂电子环境下，有用的低功率微波信号可能与复杂的噪声环境共存，微弱微波信号的探测具有一定难度。传统微波信号的接收主要包括放大、滤波、下变频三个部分：即通过天线接收微波信号，然后对微波信号进行放大，通过滤波后进行下变频处理，最终实现中频输出，中频输出信号直接进行模/数转换后即转变为数字信号，再通过数字信号处理器完成对信号处理过程。在传统微波信号接收系统中，实现放大功能要引入微波放大器，微波放大器属于典型有源器件，会引入较大噪声；滤波器在微波频段Q值较低，带宽较大，不能有效抑制带外噪声；同时下变频过程需要混频器与一本振源来完成，也会产生附加噪声与镜像信号等干扰因素。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一是提供一种低功率微波信号一体化处理方法，旨在突破传统电子式微波接收技术的局限性，实现放大、滤波与下变频过程的一体化处理，在保证极低引入噪声、有效抑制镜像信号、简化系统复杂性的同时兼具抗电磁干扰性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种低功率微波信号一体化处理方法，包括以下步骤：
[0006]首先，通过一个光电混合环路实现对低功率微波信号提取、放大，并对光载波进行调制，再利用相移光纤光栅提取已调光信号；同时通过另一光电混合环路基于环路的自激振荡产生光电混合振荡信号，并利用相移光纤光栅提取与已调光信号相干的本振光信号；
[0007]然后，利用光电探测器的包络检波功能实现已调光信号与本振光信号的混频，实现微波信号的下变频功能；
[0008]最后，通过低通滤波器抑制带外噪声，实现中频信号输出。
[0009]具体而言，是通过构建上、下两个光电混合环路，利用可调谐激光器产生光载波信号，将光载波信号通过光耦合器1后，分流至上、下两个光电混合环路；通过天线对待处理低功率微波信号进行接收并输入上光电混合环路，由上光电混合环路完成待处理低功率微波信号的提取、放大，并对光载波进行调制，再经相移光纤光栅1提取已调光信号并输出；由下光电混合环路产生光电混合振荡信号，再经相位光纤光栅2提取并输出与已调光信号相干的本振光信号。
[0010]进一步地，在上光电混合环路中，天线接收的待处理低功率微波信号通过电耦合器2引入，通过电光相位调制器1实现对光载波的相位调制后进入光放大器1被放大，放大后
的光信号通过环形器1进入相移光纤光栅1，反射后的光信号则通过光电探测器1还原成电信号，主干道电信号再返回至电光相位调制器1进行下一次循环，循环电信号通过电耦合器1实现部分输出，完成了原频信号输出，同时基于该上光电混合环路中也实现了微波信号对光载波的相位调制，再通过相移光纤光栅1对其中一个边带实现窄带滤波，输出已调光信号。
[0011]更进一步地，在下光电混合环路中，光耦合器1输出的光信号通过电光相位调制器2作为环路的光载波，环路的点噪声信号通过电光相位调制器2对光载波进行相位调制后进入光放大器2被放大，再通过环形器2对其中一个边带抑制后进入光纤延时线实现光延时，然后通过光电探测器2还原成电信号，并通过窄带滤波器实现单频输出再返回至电光相位调制器2进行下一轮循环；在此过程中，对于某些特定频点信号，如果其满足巴克豪森条件，该频点的信号就能实现正反馈而产生振荡，最后经由相移光纤光栅2实现与已调光信号相干的本振光信号输出。
[0012]其中，通过调节可调谐激光器波长，使得让上光电混合环路中的信号在光电
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电光转换过程中不断被光放大器1放大增强，进而实现原频信号输出并使得其中一边带信号透过相移光纤光栅1输出；上式中，λ1为调节后的激光器波长，λ2为相移光纤光栅1陷波波长，ω为接收微波频率，n为光纤折射率；
[0013]通过调节下光电混合环路中光纤延时量与窄带滤波器得到单频振荡信号，利用该信号调制光载波以实现本振光信号输出；
[0014]经相移光纤光栅1输出的已调光信号与经相移光纤光栅2输出的已调光信号相干的本振光信号一同输入至光耦合器2中，经光电探测器3拍频，通过光学差频实现微波信号的下变频，最后通过低通滤波器抑制带外噪声，实现中频输出。
[0015]另外，本专利技术还涉及一种采用上述低功率微波信号一体化处理方法对接收的低功率微波信号进行处理的低功率微波信号一体化接收机。
[0016]具体而言，所述低功率微波信号一体化接收机包括天线、可调谐激光器、光耦合器1、上光电混合环路、下光电混合环路、相移光纤光栅1、相移光纤光栅2、光耦合器2、光电探测器3及低通滤波器；
[0017]所述可调谐激光器产生光载波信号，所述光载波信号通过光耦合器1后，分流至上光电混合环路和下光电混合环路；所述天线接收待处理的低功率微波信号并输入上光电混合环路中，由上光电混合环路完成待处理低功率微波信号的提取、放大，并对光载波进行调制，再利用相移光纤光栅1提取已调光信号并输出；所述下光电混合环路产生光电混合振荡信号，再经相位光纤光栅2提取并输出与上环路相干的本振光信号；
[0018]经所述相移光纤光栅1输出的已调光信号与经相移光纤光栅2输出的已调光信号相干的本振光信号一同输入至光耦合器2中，经所述光电探测器3拍频，通过光学差频实现微波信号的下变频，最后通过所述低通滤波器抑制带外噪声，实现中频输出。
[0019]其中，所述上光电混合环路包括依次首尾连接的电光相位调制器1、光放大器1、光环形器1、光电探测器1、电耦合器1和电耦合器2，所述电光相位调制器1连接光耦合器1的一个输出端口，所述电耦合器2与天线连接，所述光环形器1还连接相移光纤光栅1；
[0020]所述天线接收的待处理低功率微波信号经电耦合器2引入上光电混合环路，通过
电光相位调制器1实现对光载波的相位调制后进入光放大器1被放大，放大后的光信号通过环形器1进入相移光纤光栅1，反射后的光信号通过光电探测器1还原成电信号，主干道电信号再返回至电光相位调制器1进行下一次循环，循环电信号通过电耦合器1实现部分输出，基于该上光电混合环路中实现微波信号对光载波的相位调制，最后通过相移光纤光栅1对其中一个边带实现窄带滤波，实现已调光信号的输出。
[0021]其中，所述下光电混合环路包括依次首尾连接的电光相位调制器2、光放大器2、光环形器2、光纤延时线、光电探测器2和窄带滤波器，所述电光相位调制器2连接光耦合器1的另一输出端口，所述光环形器2还连接相移光纤光栅2；
[0022]所述光耦合器1输出的光信号通过电光相位调制器2作为下光电混合环路的光载波，下光电混合环路的点噪声信号通过电光相位调制器2对光载波进行相位调制后进入光放大器2被放大，再通过环形器2对其中一个边带抑制后进入光纤延时线实现光延时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低功率微波信号一体化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，通过一个光电混合环路实现对低功率微波信号提取、放大，并对光载波进行调制，再利用相移光纤光栅提取已调光信号；同时通过另一光电混合环路基于环路的自激振荡产生光电混合振荡信号，并利用相移光纤光栅提取与已调光信号相干的本振光信号；然后，利用光电探测器的包络检波功能实现已调光信号与本振光信号的混频，实现微波信号的下变频功能；最后，通过低通滤波器抑制带外噪声，实现中频信号输出。2.根据权利要求1所述的低功率微波信号一体化处理方法，其特征在于：先构建上、下两个光电混合环路，利用可调谐激光器产生光载波信号，将光载波信号通过光耦合器1后，分流至上、下两个光电混合环路；通过天线对待处理低功率微波信号进行接收并输入上光电混合环路，由上光电混合环路完成待处理低功率微波信号的提取、放大，并对光载波进行调制，再经相移光纤光栅1提取已调光信号并输出；由下光电混合环路产生光电混合振荡信号，再经相位光纤光栅2提取并输出与已调光信号相干的本振光信号。3.根据权利要求2所述的低功率微波信号一体化处理方法，其特征在于：在上光电混合环路中，天线接收的待处理低功率微波信号通过电耦合器2引入，通过电光相位调制器1实现对光载波的相位调制后进入光放大器1被放大，放大后的光信号通过环形器1进入相移光纤光栅1，反射后的光信号则通过光电探测器1还原成电信号，主干道电信号再返回至电光相位调制器1进行下一次循环，循环电信号通过电耦合器1实现部分输出，完成了原频信号输出，同时基于该上光电混合环路中也实现了微波信号对光载波的相位调制，再通过相移光纤光栅1对其中一个边带实现窄带滤波，输出已调光信号。4.根据权利要求3所述的低功率微波信号一体化处理方法，其特征在于：在下光电混合环路中，光耦合器1输出的光信号通过电光相位调制器2作为环路的光载波，环路的点噪声信号通过电光相位调制器2对光载波进行相位调制后进入光放大器2被放大，再通过环形器2对其中一个边带抑制后进入光纤延时线实现光延时，然后通过光电探测器2还原成电信号，并通过窄带滤波器实现单频输出再返回至电光相位调制器2进行下一轮循环；在此过程中，对于某些特定频点信号，如果其满足巴克豪森条件，该频点的信号就能实现正反馈而产生振荡，最后经由相移光纤光栅2实现与已调光信号相干的本振光信号输出。5.根据权利要求4所述的低功率微波信号一体化处理方法，其特征在于：通过调节可调谐激光器波长，使得让上光电混合环路中的信号在光电
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电光转换过程中不断被光放大器1放大增强，进而实现原频信号输出并使得其中一边带信号透过相移光纤光栅1输出；上式中，λ1为调节后的激光器波长，λ2为相移光纤光栅1陷波波长，ω为接收微波频率，n为光纤折射率；通过调节下光电混合环路中光纤延时量与窄带滤波器得到单频振荡信号，利用该信号调制光载波以实现本振光信号输出；经相移光纤光栅1输出的已调光信号与经相移光纤光栅2输出的已调光信号相干的本振光信号一同输入至光耦合器2中，经光电探测器3拍频，通过光学差频实现微波信号的下变频，最后通过低通滤波器抑制带外噪声，实现中频输出。6.低功率微波信号一体化接收机，其特征在于：采用权利要求1中所述的低功率微波信
号一体化处理方法对接收的低功率微波信号进行处理。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪俊，贺卫，邓元祥，王小虎，严亚周，彭志强，李新瑞，
申请(专利权)人：湖南工学院，
类型：发明
国别省市：