相干宽带频率步进微波信号产生方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种相干宽带频率步进微波信号产生方法

【技术实现步骤摘要】
相干宽带频率步进微波信号产生方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种频率步进微波信号产生方法，尤其涉及一种相干宽带频率步进微波信号产生方法
。

技术介绍

[0002]频率步进微波信号由多个具有不同载频的子脉冲组成，在高分辨雷达
、
高速通信等领域均有着广泛的应用，可以在保证雷达分辨率
、
通信速率等核心性能的同时有效降低系统的瞬时工作带宽，并提高系统的抗干扰能力
。
另外，相干信号的使用则可以进一步提高雷达
、
通信等系统的性能，如在雷达系统中，通过对相干信号的积累可以大幅提高信噪比；在通信系统中相干信号的相位一致性则可有效提高通信的可靠性
。
然而，受限于带宽瓶颈，使用传统的电子技术难以实现宽带
、
相干的频率步进微波信号产生
。
近年来，基于微波光子技术的微波频率步进信号产生成为微波信号产生领域的研究热点之一
。
利用具有大带宽
、
低传输损耗
、
抗电磁干扰等特点的微波光子技术，有望突破传统电子技术面临的难题
。
[0003]目前，已公开报道了多种基于微波光子技术的频率步进信号产生方案，如频时映射
、
光频梳
、
光数模转换
、
可调谐光电振荡器
、
光循环移频等
。
其中，以基于光循环移频技术产生的频率步进信号带宽最大
[
参见r/>Ma C,Yang Y,Cao F,et al.High
‑
Resolution Microwave Photonic Radar With Sparse Stepped Frequency Chirp Signals[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,2022,60:1
‑
10.]。
然而，在当前提出的基于光循环移频的频率步进信号产生技术中，需进一步借助光外差技术实现光电转换
。
在这一过程中因存在两路延时相差巨大的光载波存在，光载波的相位噪声转换至电域，从而严重恶化产生的频率步进微波信号的相干性
。
另一方面，当前基于光循环移频技术产生的频率步进信号子脉冲带宽与系统的输入微波信号带宽相同
。
因此，该方案依然依赖于具有较大带宽的电子信号发生器
。
因此，研究能够突破电子带宽瓶颈限制的宽带
、
相干频率步进微波信号产生方法，对增强高分辨雷达
、
高速率通信等系统的性能具有非常重要的意义
。

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，提供一种相干宽带频率步进微波信号产生方法，可以消除光载波相位噪声的影响，有效增强信号的稳定性
、
带宽和相干性
。
[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]一种相干宽带频率步进微波信号产生方法，用微波信号对光载波进行电光调制生成仅包含一个上边带和一个下边带的双边带光信号；利用双通带光滤波器分离出所述双边带光信号中的上边带信号和下边带信号，对所述上边带信号和下边带信号分别进行方向相反的移频并引入相同的延时后，再次将其馈入所述双通带光滤波器，从而形成双向移频环路，并令条件
T
r
≥NT
L
≥NT
pw
得到满足，其中
T
r
和
T
pw
分别为所述微波信号的周期和脉宽，
T
L
为双向移频环路的延时，
N
为由所述双通带光滤波器截止频率决定的移频次数；令所述双向移
频环路的增益为1，并对双向移频环路输出的两路移频信号的耦合信号进行光电转换，即可产生子脉冲带宽为所述微波信号带宽的
(J
up
+J
down
)
倍的相干宽带微波频率步进微波信号，其中
J
up
和
J
down
分别为上边带信号和下边带信号的阶数
。
[0007]优选地，通过可调光延时部件引入所述延时
。
[0008]优选地，在双向移频环路中对两路移频信号进行耦合
。
[0009]基于同一专利技术构思还可得到以下技术方案：
[0010]一种相干宽带频率步进微波信号产生装置，包括：
[0011]双边带光信号生成模块，用于用微波信号对光载波进行电光调制生成仅包含一个上边带和一个下边带的双边带光信号；
[0012]双向移频环路，其包括双通带光滤波器
、
两个并联的移频器
、
光延时模块
、
光放大模块，双通带光滤波器用于分离出所述双边带光信号中的上边带信号和下边带信号，两个并联的移频器用于对所述上边带信号和下边带信号分别进行方向相反的移频，光延时模块用于为移频后的上边带信号和下边带信号引入相同的延时后再次将其馈入所述双通带光滤波器，光放大模块用于令所述双向移频环路的增益为1；所述双向移频环路的延时
T
L
满足条件
T
r
≥NT
L
≥NT
pw
，其中
T
r
和
T
pw
分别为所述微波信号的周期和脉宽，
N
为由双向移频环路中双通带光滤波器截止频率决定的移频次数；
[0013]光电探测器，用于对双向移频环路输出的两路移频信号的耦合信号进行光电转换，即可产生子脉冲带宽为所述微波信号带宽的
(J
up
+J
down
)
倍的相干宽带微波频率步进微波信号，其中
J
up
和
J
down
分别为上边带信号和下边带信号的阶数
。
[0014]优选地，光延时模块通过可调光延时部件引入所述延时
。
[0015]优选地，所述双向移频环路还包括光耦合器，用于在双向移频环路中对两路移频信号进行耦合
。
[0016]相比现有技术，本专利技术技术方案具有以下有益效果：
[0017]1、
本专利技术产生的频率步进微波信号不受光载波相位噪声影响，可大幅提升光生宽带频率步进信号的相干性；
[0018]2、
本专利技术可实现频率步进微波信号子脉冲带宽的倍增，降低系统对大带宽电子激励信号发生单元的依赖；
[0019]3、
本专利技术可突破电子带宽瓶颈，产生信号的带宽可以满足宽带雷达
、
高速通信等各种微波系统的需求；
[0020]4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种相干宽带频率步进微波信号产生方法，其特征在于，用微波信号对光载波进行电光调制生成仅包含一个上边带和一个下边带的双边带光信号；利用双通带光滤波器分离出所述双边带光信号中的上边带信号和下边带信号，对所述上边带信号和下边带信号分别进行方向相反的移频并引入相同的延时后，再次将其馈入所述双通带光滤波器，从而形成双向移频环路，并令条件
T
r
≥NT
L
≥NT
pw
得到满足，其中
T
r
和
T
pw
分别为所述微波信号的周期和脉宽，
T
L
为双向移频环路的延时，
N
为由所述双通带光滤波器截止频率决定的移频次数；令所述双向移频环路的增益为1，并对双向移频环路输出的两路移频信号的耦合信号进行光电转换，即可产生子脉冲带宽为所述微波信号带宽的
(J
up
+J
down
)
倍的相干宽带微波频率步进微波信号，其中
J
up
和
J
down
分别为上边带信号和下边带信号的阶数
。2.
如权利要求1所述相干宽带频率步进微波信号产生方法，其特征在于，通过可调光延时部件引入所述延时
。3.
如权利要求1所述相干宽带频率步进微波信号产生方法，其特征在于，在双向移频环路中对两路移频信号进行耦合
。4.
一种相干宽带频率步进微波信号产生装置，其特征在于，包括：双边带光信号生成模块，用于用微波信号对光载波进行电光调制生成仅包含一个上边带和一个下边带...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祥传，马丛，潘时龙，杨悦，丁泽勇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：