基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络及相控阵雷达制造技术

本申请公开了一种基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络、方法及相控阵雷达，其中，网络包括：光源，用于输出连续光；第一光频梳产生模块，用于利用连续光生成第一重复频率的第一光频梳信号；第二光频梳产生模块，用于利用连续光生成第二重复频率的第二光频梳信号；电光调制模块，用于将预设脉冲宽度的线性调频波信号调至到第一光频梳信号上生成第一调制信号；输出模块，用于对第一调制信号和第二光频梳信号耦合后进行滤波和光电探测，以对线性调频波信号进行移频和移相，输出宽带光控波束赋形后的延时微波信号。本申请不使用光延时线，解决了宽带光控波束赋形网络存在的系统庞大、延时调控困难的问题。控困难的问题。控困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络及相控阵雷达


[0001]本申请涉及光控波束赋形
，特别涉及一种基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络、方法及相控阵雷达。

技术介绍

[0002]传统的机械扫描雷达因扫描速度慢、体积大、稳定性差等原因已不适用于新型探测任务的需求，取而代之的是具有扫描速度快、可与雷达平台共形、稳定性高、波形捷变能力强等优势的相控阵雷达。相控阵雷达灵活多变的探测能力使其获得了广泛的应用。
[0003]雷达的探测主要有方位角、仰角、纵向、多普勒四个维度。其中，方位角和仰角的探测分辨率与目标距离共同决定了雷达探测的横向分辨率。雷达的横向探测分辨距离和多普勒分辨率主要依靠长时间照射目标来增加，而雷达的纵向探测分辨距离与发射信号带宽呈反比，可以通过增大发射信号带宽来提高雷达的纵向分辨率和纵向探测精度。因此，使用宽带雷达信号对雷达测距、成像是非常有益的。
[0004]为了综合相控阵雷达灵活探测的能力与宽带雷达的高分辨率探测性能够，研究者们开始对宽带相控阵雷达展开深入的研究。然而，传统的相控阵雷达是窄带系统，孔径效应会影响发射信号的瞬时带宽和波束指向，不适合发射宽带雷达信号。因此，宽带相控阵雷达的技术路线不能直接套用传统相控阵雷达的技术路线。目前，相关技术路线有两类，一是实时延时补偿技术，二是自适应波束形成技术。目前，实时延时补偿技术已有许多实现方案，如数字延时线、分数延时滤波器、光延时线，以及针对线性调频波的移频移相延时法等等。其中，光延时线方案有着损耗低、重量轻、抗电磁干扰等优点，成为了一个研究热点。然而，在现有的光延时线方案中，大延时量方案通常只能实现离散调节，而能够实现延时量连续调节的方案又只能提供较小的延时量，实用的光延时线方案仍在探索之中。自适应波束形成技术主要用在接收机中，能够实时调整空间波束形状，适用于强干扰弱目标的场合，但自适应波束形成方案在阵列规模扩大时存在计算量过大的问题。
[0005]可见，如何研制出结构简单、易扩展的宽带光控波束赋型网络方案仍然是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络、方法及相控阵雷达，以解决相关技术中宽带光控波束赋形网络存在的系统庞大、延时调控困难的问题。
[0007]本申请第一方面实施例提供一种基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络，包括以下模块：光源，用于输出连续光；第一光频梳产生模块，用于利用所述连续光生成第一重复频率的第一光频梳信号；第二光频梳产生模块，用于利用所述连续光生成第二重复频率的第二光频梳信号；电光调制模块，用于将预设脉冲宽度的线性调频波信号调至到所述第一光频梳信号上生成第一调制信号；输出模块，用于对所述第一调制信号和所述第二光频梳信号耦合后进行滤波和光电探测，以对所述线性调频波信号进行移频和移相，输出宽带光
控波束赋形后的延时微波信号。
[0008]可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：线性调频波源，用于生成所述预设脉冲宽度的线性调频波信号，并将所述预设脉冲宽度的线性调频波信号输入至所述电光调制模块。
[0009]可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：相位补偿模块，所述相位补偿模块与所述第二光频梳产生模块的输出端连接，用于对所述第二光频梳信号的每根梳齿添加相移量，以得到所述线性调频波信号所需的相位。
[0010]可选地，在本申请的一个实施例中，所述输出模块包括：耦合器，用于对所述第一调制信号和所述第二光频梳信号进行耦合；光滤波器组，用于对耦合后的信号进行滤波；光电探测器组，用于滤波后的信号进行光电探测。
[0011]可选地，在本申请的一个实施例中，所述光滤波器组由多个中心频率不同的光滤波器组成，其中，所述光滤波器数量与波束赋形网络通道数一致，所述光滤波器的中心频率与所述第一光频梳信号和所述第二光频梳信号的中心频率对齐设置。
[0012]可选地，在本申请的一个实施例中，所述光电探测器组包含多个光电探测器，所述多个光电探测器分别与所述光滤波器组的各个滤波器输出端相连，将光载线性调频波下变频至基带，得到延时的线性调频波分量。
[0013]可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：分束器，所述分束器与所述光源输出端连接，用于对所述连续光进行分束，并将分束后的连续光分别输入至所述第一光频梳产生模块和第二光频梳产生模块。
[0014]本申请第二方面实施例提供一种基于双光频梳的宽带光控波束赋形方法，包括：分别利用所述连续光生成第一重复频率的第一光频梳信号和第二重复频率的第二光频梳信号；对所述第一光频梳信号搭载预设宽带线性调频波信号进行调制生成第一调制信号；对所述第一调制信号和所述第二光频梳信号耦合后进行滤波和光电探测，以对所述线性调频波信号进行移频和移相，输出宽带光控波束赋形后的延时微波信号。
[0015]可选地，在本申请的一个实施例中，所述对所述第一调制信号和所述第二光频梳信号耦合前，还包括：对所述第二光频梳信号的每根梳齿添加相移量，以得到所述线性调频波信号所需的相位。
[0016]本申请第三方面实施例提供一种相控阵雷达，包括：如上述本申请实施例所述的基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络。
[0017]本申请的实施例利用在光域实现的线性调频波移频移相法，代替光真延时网络，实现了简单的多通道波束赋形网络，具有系统复杂度低、延时快速调节，可以支持宽带相控阵应用等特点。由此，解决了宽带光控波束赋形网络存在的系统庞大、延时调控困难的问题。
[0018]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0019]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0020]图1为根据本申请实施例提供的一种基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络的示意图；
[0021]图2为根据本申请实施例提供的一种具体地基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络的结构示意图；
[0022]图3为根据本申请实施例提供的光频梳梳齿与滤波器通带示意图；
[0023]图4为根据本申请实施例提供的一种多通道的基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络的结构示意图；
[0024]图5为根据本申请实施例提供的仿真效果图；
[0025]图6为根据本申请实施例的基于双光频梳的宽带光控波束赋形方法的雷达模拟示意图；
[0026]图7为根据本申请实施例提供的一种基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络的方法流程示意图。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0028]下面参考附图描述本申请实施例的基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络、方法及相控阵雷达。针对上述背景技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络，其特征在于，包括：光源，用于输出连续光；第一光频梳产生模块，用于利用所述连续光生成第一重复频率的第一光频梳信号；第二光频梳产生模块，用于利用所述连续光生成第二重复频率的第二光频梳信号；电光调制模块，用于将预设脉冲宽度的线性调频波信号调至到所述第一光频梳信号上生成第一调制信号；输出模块，用于对所述第一调制信号和所述第二光频梳信号耦合后进行滤波和光电探测，以对所述线性调频波信号进行移频和移相，输出宽带光控波束赋形后的延时微波信号。2.根据权利要求1所述的基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络，其特征在于，还包括：线性调频波源，用于生成所述预设脉冲宽度的线性调频波信号，并将所述预设脉冲宽度的线性调频波信号输入至所述电光调制模块。3.根据权利要求1所述的基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络，其特征在于，还包括：相位补偿模块，所述相位补偿模块与所述第二光频梳产生模块的输出端连接，用于对所述第二光频梳信号的每根梳齿添加相移量，以得到所述线性调频波信号所需的相位。4.根据权利要求1所述的基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络，其特征在于，所述输出模块包括：耦合器，用于对所述第一调制信号和所述第二光频梳信号进行耦合；光滤波器组，用于对耦合后的信号进行滤波；光电探测器组，用于滤波后的信号进行光电探测。5.根据权利要求4所述的基于双光频梳的宽带光控波束赋形网络，其特征在于，所述光滤波器组由多个中心频率不同的光滤波器组成，其中，所述光滤波器数量与波束赋形网络通道数一致，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王棉，薛晓晓，郑小平，李尚远，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：