本申请涉及信号产生技术领域，特别涉及一种PAWG与OBFN功能集成的信号产生装置及方法，其中，装置包括：微波光子任意波形发生器单元，用于产生光载射频信号；光控波束成形网络单元，用于基于光载射频信号构建光控波束成形网络；光电转换单元，用于对光控波束成形网络的光载射频信号进行光电转换，得到多路射频信号，其中，多路射频信号的每路射频信号具有不同延时量；相控阵天线单元，用于将多路射频信号发射到空间，生成预设波束指向的信号。由此，解决了相关技术中电光转换过程的系统损耗和产生信号时宽和延时分辨率无法同时满足需求，从而无法满足长距离探测需求，未能实现光子任意波形产生与光控波束成形的高效功能集成的技术问题。技术问题。技术问题。
【技术实现步骤摘要】
PAWG与OBFN功能集成的信号产生装置及方法
[0001]本申请涉及信号产生
，特别涉及一种PAWG photonic arbitrary waveform generator，光子任意波形发生器)与OBFN(Optical Beam
‑
Forming Network，光波束形成网络)功能集成的信号产生装置及方法。
技术介绍
[0002]目前，相控阵雷达是由多个辐射单元组成的雷达阵列，利用电磁波相干原理，通过控制不同辐射单元的相位构建波束成形网络，获得灵活可控的波束指向。由于其具有波束扫描快速、机动性强、可靠性高等优势，已经被广泛应用在国防军事领域。目前，基于高分辨率、高抗干扰能力的性能需求，相控阵雷达正向大带宽方向发展。然而，在使用电移相网络的宽带相控阵雷达中，不同频率的信号具有不同的发射角度，从而造成波束倾斜。为了解决波束倾斜问题，微波光子相控阵雷达使用基于OTTD(optical true time delay，光学真延时)的光控波束成形网络(OBFN)，在各辐射单元间引入延时来替代相移，使得系统在发射宽带信号时波束指向不随频率而改变，同时，具有低损耗、抗电磁干扰等优势。
[0003]相关技术中，现有的基于光真延时技术的光控相控阵雷达主要有由两大类，一类是将光子波束成形网络与基于电子技术的射频信号发生器结合，由电信号产生器产生射频信号，然后将其调制到光载波上，实现电/光转换，再在光域经过波束成形网络，最后使用光电探测器将各路信号分别从光域转换到电域，经过射频前端和天线阵列将信号发射，获得预设波束指向的信号。这一类技术方案的缺点是需要经过多次电光、光电转换过程，从而增加了系统损耗；另一类是将微波光子信号产生与光控波束成形结合，利用基于频时映射原理的微波光子信号产生器产生光载射频信号，然后直接经过光控波束成形网络实现波束成形，最后再经光电转换和射频前端将信号发射，从而获得预设波束指向的信号。相关实施例避免了射频信号调制的电/光转换过程，简化了系统结构，在功能集成的基础上减小了系统损耗。但相关技术中，主要使用基于频时映射的波形产生方法，产生的信号时间宽度仅有ns量级，不能满足长距离雷达探测需求。
[0004]综上，在现有的光子波束成形网络与基于电子技术的信号射频信号发生器结合的技术方案中，电光转换过程增加了系统损耗，而微波光子信号产生与光控波束成形结合的技术方案虽然能避免电光转换过程带来的损耗，但目前已有的信号产生方法存在产生信号时宽低、延时分辨率低等问题，亟待解决。
技术实现思路
[0005]本申请提供一种PAWG与OBFN功能集成的信号产生装置及方法，以解决相关技术中电光转换过程的系统损耗和产生信号时宽和延时分辨率无法同时满足需求，从而无法满足长距离探测需求，未能实现光子任意波形产生与光控波束成形的高效功能集成的技术问题。
[0006]本申请第一方面实施例提供一种PAWG与OBFN功能集成的信号产生装置，包括：微
波光子任意波形发生器单元，用于产生光载射频信号；光控波束成形网络单元，用于基于所述光载射频信号构建光控波束成形网络；光电转换单元，用于对所述光控波束成形网络的光载射频信号进行光电转换，得到多路射频信号，其中，所述多路射频信号的每路射频信号具有不同延时量；相控阵天线单元，用于将所述多路射频信号发射到空间，生成预设波束指向的信号。
[0007]可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：设置于所述光电转换单元与所述相控阵天线单元之间的射频前端，用于对所述多路射频信号进行滤波和放大处理，得到处理后满足预设条件的多路射频信号。
[0008]可选地，在本申请的一个实施例中，所述微波光子任意波形发生器单元包括：数字信号产生器，用于对波形进行量化与编码处理，产生比特率为预设值的N位二进制数字信号，其中，N为正整数；光源阵列，所述光源阵列包含多个非相干光源；调制器阵列，所述调制器阵列包含与所述多个非相干光源一一对应设置的多个调制器，用于生成多个不同波长载波的光载二进制信号；波分复用器，所述波分复用器包含1
×
N路波分复用器，每个支路对应的光波长对应所述光源阵列的各路光波长，用于将不同波长的已调信号合并为一路，得到光载基带信号；变频信号本振源，用于产生微波光子变频所需的上变频本振信号；微波光子变频器，用于基于所述上变频本振信号，将所述光载基带信号进行上变频，得到光载射频信号。
[0009]可选地，在本申请的一个实施例中，所述光控波束成形网络单元进一步用于根据预设的不同波束指向角对所述光载射频信号进行光控波束成形处理，产生M路具有不同延时的光载射频信号，其中，M为正整数。
[0010]可选地，在本申请的一个实施例中，所述光电转换单元包括：光电探测器阵列，其中，所述光电探测器阵列包含M个光电探测器，用于对所述M路具有不同延时的光载射频信号进行光电转换，得到M路具有不同延时的射频信号。
[0011]可选地，在本申请的一个实施例中，所述相控阵天线单元包括：相控阵天线阵列，所述相控阵天线阵列包含M个相控阵天线，用于将对应的具有不同延时的射频信号发射到所述空间。
[0012]本申请第二方面实施例提供一种PAWG与OBFN功能集成的信号产生方法，采用如上述实施例所述的PAWG与OBFN功能集成的信号产生装置，其中，方法包括以下步骤：产生所述光载射频信号；基于所述光载射频信号构建所述光控波束成形网络；对所述光控波束成形网络的光载射频信号进行光电转换，得到所述多路射频信号，其中，所述多路射频信号的每路射频信号具有不同延时量；以及将所述多路射频信号发射到空间，生成所述预设波束指向的信号。
[0013]可选地，在本申请的一个实施例中，在所述将所述多路射频信号发射到所述空间之前，还包括：对所述多路射频信号进行滤波和放大处理，得到处理后满足预设条件的多路射频信号。
[0014]可选地，在本申请的一个实施例中，所述产生所述光载射频信号，包括：用于对波形进行量化与编码处理，产生比特率为预设值的N位二进制数字信号，其中，N为正整数；生成多个不同波长载波的光载二进制信号；将不同波长的已调信号合并为一路，得到光载基带信号；产生微波光子变频所需的上变频本振信号；基于所述上变频本振信号，将所述光载
基带信号进行上变频，得到光载射频信号。
[0015]可选地，在本申请的一个实施例中，所述基于所述光载射频信号构建所述光控波束成形网络，包括：根据预设的不同波束指向角对所述光载射频信号进行光控波束成形处理，产生M路具有不同延时的光载射频信号，其中，M为正整数。
[0016]可选地，在本申请的一个实施例中，所述对所述光控波束成形网络的光载射频信号进行光电转换，得到所述多路射频信号，包括：对所述M路具有不同延时的光载射频信号进行光电转换，得到M路具有不同延时的射频信号。
[0017]本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种PAWG与OBFN功能集成的信号产生装置，其特征在于，包括：微波光子任意波形发生器单元，用于产生光载射频信号；光控波束成形网络单元，用于基于所述光载射频信号构建光控波束成形网络；光电转换单元，用于对所述光控波束成形网络的光载射频信号进行光电转换，得到多路射频信号，其中，所述多路射频信号的每路射频信号具有不同延时量；以及相控阵天线单元，用于将所述多路射频信号发射到空间，生成预设波束指向的信号。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：设置于所述光电转换单元与所述相控阵天线单元之间的射频前端，用于对所述多路射频信号进行滤波和放大处理，得到处理后满足预设条件的多路射频信号。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微波光子任意波形发生器单元包括：数字信号产生器，用于对波形进行量化与编码处理，产生比特率为预设值的N位二进制数字信号，其中，N为正整数；光源阵列，所述光源阵列包含多个非相干光源；调制器阵列，所述调制器阵列包含与所述多个非相干光源一一对应设置的多个调制器，用于生成多个不同波长载波的光载二进制信号；波分复用器，所述波分复用器包含1
×
N路波分复用器，每个支路对应的光波长对应所述光源阵列的各路光波长，用于将不同波长的已调信号合并为一路，得到光载基带信号；变频信号本振源，用于产生微波光子变频所需的上变频本振信号；微波光子变频器，用于基于所述上变频本振信号，将所述光载基带信号进行上变频，得到光载射频信号。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光控波束成形网络单元进一步用于根据预设的不同波束指向角对所述光载射频信号进行光控波束成形处理，产生M路具有不同延时的光载射频信号，其中，M为正整数。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述光电转换单元包括：光电探测器阵列，其中，所述光电探测器阵列包含M个光电探测器，用于对所述M路具有不同延时的光载射频信号进行光电转换，得到M路具有不同延时的射频信号。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述相控阵天线单元包括：相控阵天线阵列，所述相控阵天线阵列包含M个相控阵天线，用于将对应的具有不同延时的射频信号发射到所述空间。7.一种PA...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑小平，于婧涵，李尚远，薛晓晓，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。