一种宽带信号的动态多径模拟系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术涉及宽带射频信号接收处理技术领域，具体涉及一种宽带信号的动态多径模拟系统及其实现方法，所述系统包括电光相位转换单元、本振光处理单元、调相光处理单元和多通道光电转换处理单元。本发明专利技术通过将输入的射频信号调制到光波相位上，利用光学技术对多路调相光信号进行可变延迟及相干拍差，最后由并行光电探测及多普勒移频处理后合成得到输出信号。本发明专利技术能够对宽带信号的多径效应进行模拟，具有瞬时带宽大、信号保真度高、信号传输路径真实、杂散水平低、动态范围大、架构简便等优点，对于雷达、通信、测控等电子设备的多径效应测试验证具有重要的应用价值。试验证具有重要的应用价值。试验证具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种宽带信号的动态多径模拟系统及其实现方法


[0001]本专利技术涉及宽带射频信号接收处理
，具体涉及一种宽带信号的动态多径模拟系统及其实现方法。

技术介绍

[0002]雷达、通信、测控等电子设备必须通过接收和处理来自空间的电磁信号实现相应的功能。电磁信号在空间传输过程中易受到山脉、森林、房屋及云雾等障碍物阻碍，产生反射、散射及衍射效应，信号会通过多个不同的传输路径到达接收端。这种经过多个传输路径的多径信号在接收端相互叠加会引起合成信号的相位、幅度及多普勒频率动态变化，这就对雷达、通信、测控等电子设备在复杂环境中的信号检测能力带来很大影响。
[0003]雷达、通信、测控等电子设备在设计研制中需要充分验证抗多径干扰能力，这就要构建宽带信号的多径模拟系统。目前已报道的无线电测控通信信号多径模拟系统采用全数字处理方法，射频信号首先通过下变频变换到中频信号，中频信号经过模数转换器（A/D）变换为数字信号，数字信号在数字处理器（DSP）中根据确定的算法模型完成多径效应计算，处理后的数字信号经数模转换器（D/A）变换回中频信号，中频信号最后再通过上变频变换回射频信号（见专利CN115866630A，一种无线电测控通信信号多径效应模拟系统及方法）。采用数字处理的多径模拟系统存在瞬时处理带宽小、信号失真大、信号传输路径不真实、杂散水平大、动态范围小、架构复杂等问题，严重影响了宽带电子设备在实际电磁环境中抗多径干扰能力的设计和验证。
[0004]因此，本专利技术提供了一种宽带信号的动态多径模拟系统及其实现方法，以至少解决上述部分技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种宽带信号的动态多径模拟系统及其实现方法，以至少解决上述部分技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种宽带信号的动态多径模拟系统，包括电光相位转换单元、本振光处理单元、调相光处理单元和多通道光电转换处理单元；电光相位转换单元具有射频信号输入端、本振光输出端和调相光输出端，本振光输出端连接本振光处理单元的输入端，调相光输出端连接调相光处理单元的输入端；多通道光电转换处理单元具有两个输入端，两个输入端分别连接本振光处理单元和调相光处理单元的输出端。
[0007]进一步地，电光相位转换单元包括光波分复用器A1、1
×
2光功分器、光相位调制器和N个激光器，N个激光器连接光波分复用器A1，光波分复用器A1连接1
×
2光功分器，光相位调制器具有两个输入端，一个输入端为所述射频信号输入端，1
×
2光功分器具有两个输出端，一个输出端为所述本振光输出端，1
×
2光功分器另一个输出端连接光相位调制器另一个输入端，光相位调制器的输出端为所述调相光输出端。
[0008]进一步地，本振光处理单元包括光放大器、光波分复用器A2和N个可调光衰减器，光放大器的输入端连接本振光输出端、输出端连接光波分复用器A2的输入端，光波分复用器A2具有N个输出端，N个输出端一对一连接N个可调光衰减器的输入端。
[0009]进一步地，调相光处理单元包括光波分复用器A3和N个可变光延迟模块，光波分复用器A3的输入端连接调相光输出端，光波分复用器A3具有N个输出端，N个输出端一对一连接N个可变光延迟模块的输入端；每个可变光延迟模块包括第一1
×
M光开关，与第一1
×
M光开关连接的M个光延迟线，与M个光延迟线连接的第二1
×
M光开关，以及与第二1
×
M光开关连接的可调光延迟线。
[0010]进一步地，多通道光电转换处理单元包括N个1
×
2光耦合器，与N个1
×
2光耦合器一对一连接的N个光电探测器，与N个光电探测器一对一连接的N个多普勒移频模块，以及与N个多普勒移频模块连接的1
×
N射频合路器；1
×
2光耦合器具有两个输入端，一个输入端连接可调光衰减器的输出端，另一个输入端连接可调光延迟线；每个多普勒移频模块包括放大器、下变频器、第一滤波器、上变频器、第二滤波器、参考晶振、第一本振和第二本振，放大器、下变频器、第一滤波器、上变频器和第二滤波器依次连接，参考晶振连接第一本振和第二本振，第一本振连接下变频器，第二本振连接上变频器，放大器的输入端连接光电探测器的输出端。
[0011]本专利技术还提供了一种宽带信号的动态多径模拟系统的实现方法，包括以下步骤：步骤1、射频信号输入电光相位转换单元，输出合成本振光和合成调相光；步骤2、合成本振光输入本振光处理单元，输出N路不同波长的处理本振光；步骤3、合成调相光输入调相光处理单元，输出N路不同波长的延迟光信号；步骤4、N路延迟光信号和N路处理本振光输入多通道光电转换处理单元，合成一路输出信号。
[0012]进一步地，步骤1包括：步骤11、N个不同波长的激光器发出N路激光，N路激光输入光波分复用器A1，光波分复用器A1输出一路合路光波；步骤12、合路光波经1
×
2光功分器功分为功率相等的两路信号，一路为包含N个不同波长的合成本振光，由1
×
2光功分器直接输出，另一路输入光相位调制器，经同时输入光相位调制器的射频信号调制，得到包含N个不同波长的合成调相光。
[0013]进一步地，步骤2包括：步骤21、合成本振光输入光放大器，经放大后输入光波分复用器A2，得到N路不同波长的放大本振光；步骤22、N路放大本振光分别经过N个可调光衰减器，得到N路处理本振光。
[0014]进一步地，步骤3包括：步骤31、合成调相光输入光波分复用器A3，得到N路不同波长的调相光信号；步骤32、N路调相光信号分别输入N个可变光延迟模块，得到N路延迟光信号；在步骤32中，对于第n个可变光延迟模块，第n路的调相光信号n输入第一1
×
M光开关n，第一1
×
M光开关n切换选择通过一个光延迟线n,m，再经第二1
×
M光开关n后进入可调光延迟线n，得到延迟光信号n，n=1,2,3,
…
,N；m=1,2,3,
…
,M。
[0015]进一步地，步骤4包括：步骤41、N路延迟光信号分别输入N个1
×
2光耦合器，同时N路处理本振光分别输入N个1
×
2光耦合器，得到N路合成光信号；步骤42、N路合成光信号分别输入N个光电探测器，得到N路转换射频信号；步骤43、N路转换射频信号分别输入N个多普
勒移频模块，每路转换射频信号分别完成多普勒移频处理后得到N路处理信号；步骤44、N路处理信号由1
×
N射频合路器合成一路输出信号；在步骤43中，对于第n个多普勒移频模块，第n路的转换射频信号n输入放大器n进行放大后，在下变频器n与第一本振n进行混频，经第一滤波器n得到下变频信号，下变频信号在上变频器n与第二本振n进行混频，经第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带信号的动态多径模拟系统，其特征在于，包括电光相位转换单元、本振光处理单元、调相光处理单元和多通道光电转换处理单元；电光相位转换单元具有射频信号输入端、本振光输出端和调相光输出端，本振光输出端连接本振光处理单元的输入端，调相光输出端连接调相光处理单元的输入端；多通道光电转换处理单元具有两个输入端，两个输入端分别连接本振光处理单元和调相光处理单元的输出端。2.根据权利要求1所述的一种宽带信号的动态多径模拟系统，其特征在于，电光相位转换单元包括光波分复用器A1、1
×
2光功分器、光相位调制器和N个激光器，N个激光器连接光波分复用器A1，光波分复用器A1连接1
×
2光功分器，光相位调制器具有两个输入端，一个输入端为所述射频信号输入端，1
×
2光功分器具有两个输出端，一个输出端为所述本振光输出端，1
×
2光功分器另一个输出端连接光相位调制器另一个输入端，光相位调制器的输出端为所述调相光输出端。3.根据权利要求2所述的一种宽带信号的动态多径模拟系统，其特征在于，本振光处理单元包括光放大器、光波分复用器A2和N个可调光衰减器，光放大器的输入端连接本振光输出端、输出端连接光波分复用器A2的输入端，光波分复用器A2具有N个输出端，N个输出端一对一连接N个可调光衰减器的输入端。4.根据权利要求3所述的一种宽带信号的动态多径模拟系统，其特征在于，调相光处理单元包括光波分复用器A3和N个可变光延迟模块，光波分复用器A3的输入端连接调相光输出端，光波分复用器A3具有N个输出端，N个输出端一对一连接N个可变光延迟模块的输入端；每个可变光延迟模块包括第一1
×
M光开关，与第一1
×
M光开关连接的M个光延迟线，与M个光延迟线连接的第二1
×
M光开关，以及与第二1
×
M光开关连接的可调光延迟线。5.根据权利要求4所述的一种宽带信号的动态多径模拟系统，其特征在于，多通道光电转换处理单元包括N个1
×
2光耦合器，与N个1
×
2光耦合器一对一连接的N个光电探测器，与N个光电探测器一对一连接的N个多普勒移频模块，以及与N个多普勒移频模块连接的1
×
N射频合路器；1
×
2光耦合器具有两个输入端，一个输入端连接可调光衰减器的输出端，另一个输入端连接可调光延迟线；每个多普勒移频模块包括放大器、下变频器、第一滤波器、上变频器、第二滤波器、参考晶振、第一本振和第二本振，放大器、下变频器、第一滤波器、上变频器和第二滤波器依次连接，参考晶振连接第一本振和第二本振，第一本振连接下变频器，第二本振连接上变频器，放大器的输入端连接光电探测器的输出端。6.根据权利要求1~5任意一项所述的一种宽带信号的动态多径模...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈吉欣，赵志颖，
申请(专利权)人：成都唯博星辰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：