一种基于声光移频外差探测的微波光子雷达去斜接收装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于声光移频外差探测的微波光子雷达去斜接收装置，通过声光调制器调制本振光信号从而使本振信号产生移频，通过光电探测器得到中频信号，实现了目标回波信号的去斜处理，具有不易受温度

【技术实现步骤摘要】
一种基于声光移频外差探测的微波光子雷达去斜接收装置


[0001]本专利技术属于微波光子学领域，特别是一种基于声光移频外差探测的微波光子雷达去斜接收装置
。

技术介绍

[0002]随着当今探测目标的多样化和小型化，以及无人飞行器技术的高速发展，雷达对目标的识别
、
检测和跟踪能力在不断地面临种种挑战
。
现代探测环境要求雷达能足够精确地定位和识别目标，尤其用于面对远距离小型目标的探测，即对雷达的空间分辨率提出了很高要求
。
然而，雷达发射信号的空间分辨率与其信号带宽成反比，携带大带宽信号的雷达系统的实现在本质上受到电子硬件工作能力的限制，宽带雷达信号的产生
、
控制和处理过程在电路中十分复杂甚至难以实现
。
然而，近年来微波光子雷达技术的出现为打破传统雷达带宽和工作频率的瓶颈提供了可能，光子技术与生俱来拥有大带宽
、
低传输损耗
、
抗电磁干扰等特性，同时光子系统重量轻
、
体积小
、
可集成，因此光子技术的引入可能改变现有雷达系统的体制，极大增加对于小目标探测的能力，赋予雷达系统更加蓬勃的生命力
。
[0003]微波光子雷达接收机在接收宽带乃至超宽带线性调频信号时，为满足后续模数转换器
(ADC)
对信号采集的工作频率范围，需要降低基带信号的数据量，因此在微波光子雷达系统接收机中，对于目标回波信号和本振信号间的去斜
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处理尤为关键
。
微波光子雷达接收机中通常采用马赫曾德尔电光调制器
(MZM)
，将经过线性调频的射频信号以及雷达目标回波信号加载到本振光信号上，通过光滤波器进行低通滤波，再经由光电探测器
(PD)
得到去斜基带信号
。
然而采用这种去斜接收方式的弊端在于其无法对信号进行移频处理，后续通过拍频得到的去斜信号带宽较大，不易满足在
ADC
中进行数据采集时对信号频率范围的要求
。
此外，这种去斜接收方式下得到的去斜信号初相不稳定，会影响后续相参积累的效果，从而导致微波光子雷达接收机对信号的去斜效果下降甚至是失效
。
因此需要另一种行之有效的，对宽带本振光信号进行移频处理的方案，从而使后续回波信号与本振信号的去斜处理达到最佳效果并在去斜接收系统中产生相应的距离波门
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于声光移频外差探测的微波光子雷达去斜接收装置，可以实现良好的移频后射频信号与目标回波的相参效果，以达到回波信号去斜处理
。
[0005]一种基于声光移频外差探测的微波光子雷达去斜接收装置，包括声光调制器
(1)、
光耦和器
(2)、
光滤波器
(3)、
光电探测器
(4)
以及中频滤波器
(5)
：
[0006]线性调频本振光信号入射到所述声光调制器
(1)
的光输入端口，从而产生相位稳定的经过移频的本振信号；
[0007]经过移频的本振光信号从声光调制器
(1)
的光输出端口进入光耦合器
(2)
的一个输入端口；
[0008]雷达目标的回波信号进入所述光耦合器
(2)
的另一输入端口；
[0009]经过光耦合器
(2)
耦合的回波信号和本振信号进入光滤波器
(3)
，滤波后进入光电探测器
(4)
的输入端口，对回波信号以及经过移频的本振信号进行拍频并转换为电信号；最后电信号输入到中频滤波器
(5)
中，最终得到目标回波的去斜信号，输出到微波光子雷达数据采集分系统中
。
[0010]较佳的，所述声光移频器
(1)
，其工作频率为
200MHz
，用于对本振光信号进行移频
。
[0011]较佳的，所述光滤波器
(3)
，其中心频率为
1550.084nm
，
1dB
带宽为
3GHz
，用于滤除多余边带
。
[0012]较佳的，所述中频滤波器
(5)
的中心频率为
150MHz
，带宽为
60MHz
，用于滤除拍频后的高频分量以及低频噪声，保留去斜信号
。
[0013]本专利技术具有如下有益效果：
[0014]本专利技术提供了一种基于声光移频外差探测的微波光子雷达去斜接收装置，通过声光调制器调制本振光信号从而使本振信号产生移频，通过光电探测器得到中频信号，实现了目标回波信号的去斜处理，具有不易受温度
、
震动等环境因素影响，去斜后中频信号相位稳定度高
、
相参效果好的优势
。
附图说明
[0015]图1为微波光子雷达系统总体结构框图；
[0016]图2为本专利技术提供的基于声光移频外差探测的微波光子雷达去斜接收装置结构示意图；
[0017]图3为本专利技术的仿真验证实验结果图
。
[0018]其中，1‑
声光调制器，2‑
光耦合器，3‑
光滤波器，4‑
光电探测器，5‑
中频滤波器
。
具体实施方式
[0019]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述
。
[0020]本专利技术考虑到声光调制器
(AOM)
是一种可用于通过电驱动信号控制光信号频率的装置
。
它基于声光效应，即通过声波的振荡机械应变改变光波导中某些晶体或玻璃材料的折射率，可以用来实现对宽带本振光信号的移频处理
。
声光调制器的优点在于其不易受外界环境的影响，经过调制的信号初相稳定，后续得到的去斜信号相参效果好
。
因此适合用于微波光子雷达系统的接收机中的回波信号去斜处理
。
[0021]图1给出微波光子雷达系统总体结构框图
。
它包含微波信号光学产生分系统
、
发射功放分系统
、
收发天线阵列分系统
、
光控微波接收波束形成分系统
、
微波信号去斜接收分系统
、
数据采集分系统和信号处理分系统
。
其中，微波信号光学产生分系统主要负责微波信号的生成；发射功放分系统负责对微波信号光学产生分系统生成的信号进行功率放大；收发天线阵列分系统主要负责将发射功放分系统的微波信号辐射到自由空间，同时完成对回波信号的射频接收；接收波束形成分系统主要负责对收发天线阵列分系统中的接收天线阵列各子阵
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于声光移频外差探测的微波光子雷达去斜接收装置，其特征在于，包括声光调制器
(1)、
光耦和器
(2)、
光滤波器
(3)、
光电探测器
(4)
以及中频滤波器
(5)
：线性调频本振光信号入射到所述声光调制器
(1)
的光输入端口，从而产生相位稳定的经过移频的本振信号；经过移频的本振光信号从声光调制器
(1)
的光输出端口进入光耦合器
(2)
的一个输入端口；雷达目标的回波信号进入所述光耦合器
(2)
的另一输入端口；经过光耦合器
(2)
耦合的回波信号和本振信号进入光滤波器
(3)
，滤波后进入光电探测器
(4)
的输入端口，对回波信号以及经过移频的本振信号进行拍频并转换为电信号；最后电信号输入到中频滤波器
(5)
中，最...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，洪旭，杜林峰，张伟锋，胡善清，刘泉华，曾涛，龙腾，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：