微波光子正交频分复用雷达信号收发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正交频分复用雷达信号收发方法，属于微波光子技术领域。本发明专利技术将微波光子技术应用于正交频分复用雷达系统，利用中心频率和频率范围可重构的光频梳，增大发射电信号的带宽；利用微波光子混频，突破电混频器对接收信号频率与带宽的限制；结合可重构的光频梳和微波光子混频，实现大带宽的正交频分复用信号收发；引入的正交频分复用信号实现了雷达波形的载频离散化，为发挥雷达载频域的自适应目标检测提供了基础。本发明专利技术还公开了一种微波光子正交频分复用雷达信号收发装置。相比现有技术，本发明专利技术可有效兼顾信号的大带宽与信号的载频离散化处理，其工作的信号子载频离散化，频率更高，带宽更大。带宽更大。带宽更大。

【技术实现步骤摘要】
微波光子正交频分复用雷达信号收发方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种雷达信号产生与接收方法，尤其涉及一种微波光子正交频分复用雷达信号收发方法及装置，属于微波光子


技术介绍

[0002]近年来，正交频分复用技术被应用于雷达领域，正交频分复用的雷达信号体制作为兴起的一种新型体制雷达，具备波形设计灵活，频谱利用率较高，易于数字化处理等优势，因而被广泛应用于网间通信和目标探测等领域。相比于传统的雷达信号收发方法，正交频分复用信号的雷达收发方法引入的正交频分复用信号实现了雷达波形的载频离散化，可以有效提升雷达对目标探测的性能。然而，现有的正交频分复用雷达信号收发方法会受到电子瓶颈的限制，其性能随着频率的提高而下降，导致其带宽较小，不能实现较高的距离分辨率。
[0003]当前，微波光子技术得到飞速发展，利用光子学方法产生与处理宽带射频或微波信号，具有高频、宽带、多路并行处理能力强、传输损耗低、抗射频电磁干扰等优势，为突破传统雷达面临的瓶颈也提供了有效手段。但现有技术中并未出现基于微波光子技术的正交频分复用雷达信号收发技术方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种微波光子正交频分复用雷达信号收发方法，基于微波光子技术实现正交频分雷达信号收发，可有效兼顾信号的大带宽与信号的载频离散化处理，其工作的信号子载频离散化，频率更高，带宽更大，为发挥雷达载频域的自适应目标检测提供了基础。
[0005]本专利技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
[0006]微波光子正交频分复用雷达信号收发方法，
[0007]用线性调频信号对频率为f0的单频连续光信号进行载波抑制单边带IQ调制，并将所得到的调制光信号与起始频率为f1的光频梳进行耦合，得到第一复合光信号，其中，f1＞f0+f
c
+πkt，f
c
、k分别为所述线性调频信号的中心频率、调频斜率；对所述第一复合光信号进行光电转换后滤除其中光频梳与自身拍频的频率分量，得到子载波正交的线性调频信号，作为雷达信号发射；
[0008]用接收到的雷达回波信号与一单频电信号分别对所述单频连续光信号的同源信号进行载波抑制双边带调制，并将所得到的两路调制光信号耦合，得到第二复合光信号，所述单频电信号的频率f2满足：(f1‑
f
c
+Δf)
‑
(f0+f2)＞QΔf，其中，Q为所述光频梳的梳齿数量，Δf为光频梳的梳齿间隔；滤除第二复合光信号的任意1阶边带后，对其进行光电探测，得到下变频后的正交频分复用的线性调频信号，滤除其中正交频分复用的线性调频信号与自身拍频的频率分量，然后进行模数转换并采样，得到正交频分复用的线性调频信号。
[0009]优选地，所述光频梳通过以下方法生成：使用可编程光滤波器对较宽频率范围的
光频梳信号的频率进行选择，得到所述光频梳。
[0010]进一步优选地，使用飞秒激光器生成所述较宽频率范围的光频梳信号。
[0011]优选地，使用双平行马赫曾德尔调制器进行所述载波抑制单边带IQ调制。
[0012]基于同一专利技术构思还可以得到以下技术方案：
[0013]微波光子正交频分复用雷达信号收发装置，包括发射端和接收端；
[0014]所述发射端包括第一复合光信号生成模块、第一光电转换及滤波模块；所述第一复合光信号生成模块用于用线性调频信号对频率为f0的单频连续光信号进行载波抑制单边带IQ调制，并将所得到的调制光信号与起始频率为f1的光频梳进行耦合，得到第一复合光信号，其中，f1＞f0+f
c
+πkt，f
c
、k分别为所述线性调频信号的中心频率、调频斜率；所述第一光电转换及滤波模块用于对所述第一复合光信号进行光电转换后滤除其中光频梳与自身拍频的频率分量，得到子载波正交的线性调频信号，作为雷达信号发射；
[0015]所述接收端包括第二复合光信号生成模块、第二光电转换及滤波模块；所述第二复合光信号生成模块用于用接收到的雷达回波信号与一单频电信号分别对所述单频连续光信号的同源信号进行载波抑制双边带调制，并将所得到的两路调制光信号耦合，得到第二复合光信号，所述单频电信号的频率f2满足：(f1‑
f
c
+Δf)
‑
(f0+f2)＞QΔf，其中，Q为所述光频梳的梳齿数量，Δf为光频梳的梳齿间隔；所述第二光电转换及滤波模块用于滤除第二复合光信号的任意1阶边带后，对其进行光电探测，得到下变频后的正交频分复用的线性调频信号，滤除其中正交频分复用的线性调频信号与自身拍频的频率分量，然后进行模数转换并采样，得到正交频分复用的线性调频信号。
[0016]优选地，所述光频梳通过以下方法生成：使用可编程光滤波器对较宽频率范围的光频梳信号的频率进行选择，得到所述光频梳。
[0017]进一步优选地，使用飞秒激光器生成所述较宽频率范围的光频梳信号。
[0018]优选地，使用双平行马赫曾德尔调制器进行所述载波抑制单边带IQ调制。
[0019]相比现有技术，本专利技术技术方案及其改进及优选方案具有以下有益效果：
[0020]1)本专利技术实现了正交频分复用的线性调频信号在光域进行，避免了电器件对工作带宽的限制与电磁干扰；本专利技术引入的正交频分复用信号实现了雷达波形的载频离散化，为发挥雷达载频域的自适应目标检测提供了基础；
[0021]2)本专利技术进一步利用可编程光滤波器对飞秒脉冲激光器的飞秒脉冲进行重构，可以通过调节可编程光带通滤波器简单调节正交频分复用的线性调频信号的中心频率与带宽。
附图说明
[0022]图1为本专利技术微波光子正交频分复用雷达信号收发装置一种具体实现结构的结构框图；
[0023]图2为本专利技术微波光子正交频分复用雷达信号收发装置一种具体实现结构的原理示意图；
[0024]图3为本专利技术发射的正交频分复用线性调频信号的时频图；
[0025]图4为本专利技术接收的正交频分复用线性调频信号的时频图。
具体实施方式
[0026]为了克服现有技术所产生的正交频分复用雷达信号带宽小的不足；本专利技术的解决思路是：利用中心频率和频率范围可重构的光频梳，增大发射电信号的带宽；利用微波光子混频，突破电混频器对接收信号频率与带宽的限制；结合可重构的光频梳和微波光子混频，实现微波光子正交频分复用雷达大带宽信号收发。
[0027]本专利技术所提出的微波光子正交频分复用雷达信号收发方法，具体如下：用线性调频信号对频率为f0的单频连续光信号进行载波抑制单边带IQ调制，并将所得到的调制光信号与起始频率为f1的光频梳进行耦合，得到第一复合光信号，其中，f1＞f0+f
c
+πkt，f
c
、k分别为所述线性调频信号的中心频率、调频斜率；对所述第一复合光信号进行光电转换后滤除其中光频梳与自身拍频的频率分量，得到子载波正交的线性调频信号，作为雷达信号发射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微波光子正交频分复用雷达信号收发方法，其特征在于，用线性调频信号对频率为f0的单频连续光信号进行载波抑制单边带IQ调制，并将所得到的调制光信号与起始频率为f1的光频梳进行耦合，得到第一复合光信号，其中，f1＞f0+f
c
+πkt，f
c
、k分别为所述线性调频信号的中心频率、调频斜率；对所述第一复合光信号进行光电转换后滤除其中光频梳与自身拍频的频率分量，得到子载波正交的线性调频信号，作为雷达信号发射；用接收到的雷达回波信号与一单频电信号分别对所述单频连续光信号的同源信号进行载波抑制双边带调制，并将所得到的两路调制光信号耦合，得到第二复合光信号，所述单频电信号的频率f2满足：(f1‑
f
c
+Δf)
‑
(f0+f2)＞QΔf，其中，Q为所述光频梳的梳齿数量，Δf为光频梳的梳齿间隔；滤除第二复合光信号的任意1阶边带后，对其进行光电探测，得到下变频后的正交频分复用的线性调频信号，滤除其中正交频分复用的线性调频信号与自身拍频的频率分量，然后进行模数转换并采样，得到正交频分复用的线性调频信号。2.如权利要求1所述微波光子正交频分复用雷达信号收发方法，其特征在于，所述光频梳通过以下方法生成：使用可编程光滤波器对较宽频率范围的光频梳信号的频率进行选择，得到所述光频梳。3.如权利要求2所述微波光子正交频分复用雷达信号收发方法，其特征在于，使用飞秒激光器生成所述较宽频率范围的光频梳信号。4.如权利要求1所述微波光子正交频分复用雷达信号收发方法，其特征在于，使用双平行马赫曾德尔调制器进行所述载波抑制单边带IQ调制。5.微波光子正交频分复用雷达信号收发装置，包括发射端和接收端；其特征在于，所述发射端包括第一复合光信号生成模块、第一光电转换及滤波模块；所述第一复...

【专利技术属性】
技术研发人员：张方正，孔嘉渊，潘时龙，李金虎，葛鑫溢，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：