本发明专利技术公开了一种微波光子一体化接收处理装置，多波长激光模块用于输出光载波，基于阵列形式的二维天线阵列实现宽带射频信号接收，本振产生与分发模块产生微波本振信号，基于光相移网络的光子信道化模块阵列将本振信号加载到光载波得到光载本振信号，并将光载本振信号与调制射频信号后的光载射频信号混波以及形成波束，实现了对宽带射频信号的信道化处理及多波束形成。因此，本微波光子一体化接收处理装置能够对宽带射频信号进行超宽带接收和信道化处理，可以实现信道可重构、宽带多功能和多波束形成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波，特别是涉及一种微波光子一体化接收处理装置。
技术介绍
1、波束形成是基于传感阵列(如天线单元等)信号建立系统空间辐射图来进行信号的定向发送或接收的信号处理技术，信道化是指对大带宽信号进行分割接入不同信道，并将其视为多个子信道窄带信号进行处理的技术。
2、面对未来军事作战及民用通信等领域的技术发展需求，相控阵系统需要向大带宽、高频化和可重构等趋势发展。然而，以现阶段基于电子学的波束形成系统无法匹配未来超宽带、阵列化以及可重构的需求，主要体现在：首先，基于电子学的波束形成网络瞬时带宽小，宽带接收难度大，难以满足超宽带多功能多波束无线通信的要求；其次，基于电子学的幅相控制技术中幅度和相位相互耦合，对控制算法要求过高，并且存在补偿效果不明显等问题；同时，电子学波束形成网络的各通道之间相互干扰，容易受到外界信号的干扰；再者，传统射频传输方式若要在超宽带内保持均一且较高的动态范围，必须在非常接近天线的地方进行下变频，然而这些天线的附加硬件无法集中在一起，在多天线或阵列情况下势必会造成硬件堆叠，将极大地增加系统重量、体积和结构复杂度。此外，电子学波束形成还有着损耗大、阻抗匹配困难等缺点。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了一种微波光子一体化接收处理装置，能够对射频信号进行超宽带接收和信道化处理，并实现同时多波束形成。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种微波光子一体化接收处理装置，包括：</p>4、多波长激光模块，用于输出m路光载波，每一路光载波包括中心波长分别为λ1,…λk的k个光载波；
5、m×n二维天线阵列，用于接收来自外部空域的射频信号，输出第1行至第m行线阵信号；
6、本振产生与分发模块，用于产生k路本振信号，以及将每一路本振信号分为m路并对每一路输出信号进行相位控制；
7、波束及信道化控制模块，用于向所述多波长激光模块输出同时多波束行控制矩阵信号，以控制所述多波长激光模块输出的光载波波长，以及用于向所述本振产生与分发模块输出同时多波束列控制矩阵信号，以控制所述本振产生与分发模块对每一路输出信号移相的相位；
8、基于光相移网络的光子信道化模块阵列，其包括第1至第m路基于光相移网络的光子信道化模块，使得所述多波长激光模块输出的m路光载波、所述m×n二维天线阵列输出的第1行至第m行线阵信号、所述本振产生与分发模块输出的每一路本振信号的m路输出信号分别输入第1至第m路基于光相移网络的光子信道化模块；其中，第m路基于光相移网络的光子信道化模块用于将所述m×n二维天线阵列输出的第m行线阵信号调制到光载波上，得到k路光载射频信号，以及将所述本振产生与分发模块输出的k路本振信号的第m路输出信号加载到光载波上，得到k路光载本振信号，以及将得到的k路光载射频信号与k路光载本振信号分别混波，输出分别对应于信道1至信道k的波束；
9、多通道信号采集与处理模块，用于对信道1至信道k输出的波束进行数字域采集与信号处理，m、n、k均为大于等于2的正整数，m∈[1,m]。
10、可选地，所述第m路基于光相移网络的光子信道化模块包括：
11、第一光功分模块，用于将所述多波长激光模块输出的第m路光载波分为第一路光载波和第二路光载波；
12、电光调制模块阵列，用于将所述m×n二维天线阵列输出的第m行线阵信号调制到所述第一路光载波上，以进一步将得到的光载射频信号分为k路，分别输入第1至第k光接收模块组件；
13、分光模块，用于将所述第二路光载波分为k路光载波；
14、电光移频模块阵列，包括第1至第k电光移频模块，第k电光移频模块用于将所述本振产生与分发模块输出的第k路本振信号的第m路输出信号，加载到所述分光模块输出的第k路光载波上；
15、光相移网络阵列，包括第1至第k光相移网络，第k光相移网络用于对所述第k电光移频模块的输出信号进行光相位偏移，将得到的第k路光载本振信号输入第k光接收模块组件；
16、光接收模块阵列，包括第1至第k光接收模块组件，分别对应于信道1至信道k，所述第k光接收模块组件用于将输入自身的光载射频信号和光载本振信号混波并输出波束，k∈[1,k]。
17、可选地，所述m×n二维天线阵列的每行线阵包括n列天线阵元；
18、所述第一光功分模块还用于将所述第一路光载波分为n路；
19、所述电光调制模块阵列包括第1至第n电光调制模块，第1至第n电光调制模块用于将来自所述m×n二维天线阵列的第m行线阵的n路射频信号分别调制到所述第一路光载波的n路光载波上；
20、所述第m路基于光相移网络的光子信道化模块还包括功分模块阵列，所述功分模块阵列包括第1至第n功分模块，第n功分模块用于将第n电光调制模块输出的光载射频信号分为k路，分别输入第1至第k光接收模块组件；
21、所述第k光相移网络用于将所述第k电光移频模块的输出信号分为n路并对每一路信号进行光相位偏移，将输出的n路光载本振信号分别输入所述第k光接收模块组件的第1至第n光接收模块；
22、所述第k光接收模块组件包括第1至第n光接收模块和n×1合波器，第n光接收模块用于将输入自身的光载射频信号和光载本振信号混波，第1至第n光接收模块的输出端分别输出至n×1合波器的输入端，并在n×1合波器的输出端输出第k信道的行波束，n∈[1,n]。
23、可选地，所述第k光相移网络包括输入端以及第1至第n输出端；
24、所述第k电光移频模块的输出信号由所述第k光相移网络的输入端输入所述第k光相移网络，所述第k光相移网络将输入的信号分为n路并对每一路引入光相位偏移，由第1至第n输出端输出n路信号。
25、可选地，所述第m路基于光相移网络的光子信道化模块还包括：
26、光幅相均衡阵列，用于调控所述电光调制模块阵列输出信号的幅度和相位以实现幅度均衡和相位均衡，以进一步将得到的光载射频信号分为k路，分别输入第1至第k光接收模块组件。
27、可选地，所述分光模块包括光解波分复用模块，所述光解波分复用模块用于对所述第二路光载波进行解波分为k路光载波；
28、或者，所述分光模块包括第二光功分模块，所述第二光功分模块用于对所述第二路光载波进行功率分割分为k路光载波。
29、可选地，所述多波长激光模块包括：
30、激光器阵列，用于输出中心波长分别为λ1,…λk的k个光载波；
31、k×1光波分复用模块，与所述激光器阵列相连，用于将所述激光器阵列产生的k个光载波光波复用为一路并输出；
32、1×m光功分器，与所述k×1光波分复用模块相连，用于将所述k×1光波分复用模块的单路输出进行m路功分。
33、可选地，所述多波长激光模块输出的k个不同中心波长的光载波中，每个光载波波长独立可调谐，且各本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述第m路基于光相移网络的光子信道化模块包括：
3.根据权利要求2所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述M×N二维天线阵列的每行线阵包括N列天线阵元；
4.根据权利要求3所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述第k光相移网络包括输入端以及第1至第N输出端；
5.根据权利要求2所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述第m路基于光相移网络的光子信道化模块还包括：
6.根据权利要求2所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述分光模块包括光解波分复用模块，所述光解波分复用模块用于对所述第二路光载波进行解波分为K路光载波；
7.根据权利要求1所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述多波长激光模块包括：
8.根据权利要求1所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述多波长激光模块输出的K个不同中心波长的光载波中，每个光载波波长独立可调谐，且各个光载波的调谐范围之间不重叠。
9.根据权利要求1所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述本振产生与分发模块包括：
10.根据权利要求1所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述波束及信道化控制模块还用于向所述本振产生与分发模块输出信道控制矩阵信号，以控制并分别改变K路本振信号的频率。
11.根据权利要求1所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述第m路基于光相移网络的光子信道化模块包括光接收模块，所述光接收模块用于将光载射频信号与光载本振信号混波；
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【技术特征摘要】
1.一种微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述第m路基于光相移网络的光子信道化模块包括：
3.根据权利要求2所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述m×n二维天线阵列的每行线阵包括n列天线阵元；
4.根据权利要求3所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述第k光相移网络包括输入端以及第1至第n输出端；
5.根据权利要求2所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述第m路基于光相移网络的光子信道化模块还包括：
6.根据权利要求2所述的微波光子一体化接收处理装置，其特征在于，所述分光模块包括光解波分复用模块，所述光解波分复用模块用于对所述第二路光载波进行解波分为k路光载波；
7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘时龙，刘世锋，肖海，朱丹，丁杰文，裴乃昌，黄明，党章，张强，余辉，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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