波段可重构微波光子雷达探测方法和系统与流程

本技术涉及雷达探测，特别是涉及波段可重构微波光子雷达探测方法和系统。

背景技术：

1、雷达探测技术作为一种全天时、全天候、远距离的信息获取手段，广泛应用于防空预警、精确制导以及无人驾驶等军事和民用领域。传统雷达以电子为载体实现信号的产生和处理，其频率较低、带宽有限且角分辨率低，难以对目标进行精细探测，其中雷达的高频宽带发展受限于目前的电子技术瓶颈。

2、随着微波光子技术的快速发展，微波信号的光域产生、传输与处理可以解决传统电域无法处理的问题。因此，目前的雷达探测方法，通过光子混频以及光子倍频等光子技术，实现信号的产生与接收，以此降低雷达的传输损耗，并有效提高抗电磁干扰等技术性能。但是，当前探测方法所产生的雷达发射信号波段不可重构，从而无法灵活调节雷达工作波段，导致雷达系统的探测范围受限。

3、针对相关技术中存在无法灵活调节雷达工作波段的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、在本实施例中提供了一种波段可重构微波光子雷达探测方法和系统，以解决相关技术中存在无法灵活调节雷达工作波段的问题。

2、第一个方面，在本实施例中提供了一种波段可重构微波光子雷达探测方法，所述方法包括：

3、将光频梳源产生的光频梳信号送入光滤波单元，分别滤出一路第一光梳齿信号与另一路第二光梳齿信号并放大；所述第一光梳齿信号经放大后送入双平行马赫曾德尔调制器，并通过基带信号源产生的线性调频信号，对放大后的第一光梳齿信号进行抑制载波单边带调制，得到对应的调制光信号；所述调制光信号分为两路，一路作为参考光信号送入相干接收模块，所述第二光梳齿信号经放大后分为两路，将一路第二光梳齿信号与另一路调制光信号融合，得到对应的发射光信号，对所述发射光信号进行光电转化并放大，得到波段可重构的雷达探测信号并通过天线发射到目标空间中；

4、所述雷达探测信号经目标反射后返回目标回波信号，所述目标回波信号经放大后对送入马赫曾德尔调制器的另一路第二光梳齿信号进行双边带调制，得到接收光信号并送入所述相干接收模块，对所述参考光信号与所述接收光信号进行相干接收，得到包含目标信息的中频信号。

5、在其中的一些实施例中，所述光频梳源为飞秒激光器、主动/被动锁模激光器、光频梳产生器、微谐振腔或单频信号外调制电光调制器。

6、在其中的一些实施例中，所述将光频梳源产生的光频梳信号送入光滤波单元，分别滤出一路第一光梳齿信号与另一路第二光梳齿信号并放大，包括：

7、通过所述光频梳源产生中心频率为fc、频率间隔为f的光频梳信号，并将所述光频梳信号送入所述光滤波单元；所述光滤波单元为波束整形器、光滤波器或波分复用器；

8、通过所述光滤波单元对所述光梳齿信号进行光滤波，滤出一路频率为fc+nf的第一光梳齿信号送入第一掺铒光纤放大器进行光放大，滤出另一路频率为fc-mf的第二光梳齿信号送入第二掺铒光纤放大器进行光放大；其中m和n为非负整数。

9、在其中的一些实施例中，所述将一路第二光梳齿信号与另一路调制光信号融合得到发射光信号，对所述发射光信号进行光电转化并放大，得到波段可重构的雷达探测信号，包括：

10、将一路第二光梳齿信号与另一路调制光信号在光域进行融合，得到所述发射光信号，并将所述发射光信号送入光电探测器；

11、对所述发射光信号进行光电转化，得到与所述发射光信号对应的电信号；

12、将所述电信号送入功率放大器进行放大，得到所述波段可重构的雷达探测信号。

13、在其中的一些实施例中，所述波段可重构的雷达探测信号的频率为（m+n）f；其中m和n为非负整数，且根据实际需求确定所述m和n的取值。

14、在其中的一些实施例中，所述目标回波信号经放大后对送入马赫曾德尔调制器的另一路第二光梳齿信号进行双边带调制，得到接收光信号，包括：

15、通过低噪声放大器放对所述目标回波信号进行放大；

16、将放大后的目标回波信号加载到所述马赫曾德尔调制器上，对送入所述马赫曾德尔调制器的另一路第二光梳齿信号进行双边带调制，得到所述接收光信号。

17、第二个方面，在本实施例中提供了一种波段可重构微波光子雷达探测系统，所述系统包括：

18、光频梳源，用于生成光频梳信号；

19、光滤波单元，用于从所述光频梳信号中，滤出一路频率为fc+nf的第一光梳齿信号送入第一掺铒光纤放大器，以及另一路频率为fc-mf的第二光梳齿信号送入第二掺铒光纤放大器；

20、第一掺铒光纤放大器，用于将所述第一光梳齿信号放大，并送入双平行马赫曾德尔调制器；

21、第二掺铒光纤放大器，用于将所述第二光梳齿信号放大，并送入第一光耦合器；

22、基带信号源，用于产生线性调频信号加载至双平行马赫曾德尔调制器；

23、双平行马赫曾德尔调制器，用于将所述线性调频信号调制到放大后的第一光梳齿信号上，得到对应的调制光信号，并送入第二光耦合器；

24、第一光耦合器，用于将放大后的第二光梳齿信号分为两路，一路送入马赫曾德尔调制器，另一路送入第三光耦合器的一个输入端；

25、第二光耦合器，用于将调制光信号分为两路，一路送入第三光耦合器的另一个输入端，另一路作为参考光信号送入相干接收模块；

26、第三光耦合器，用于对一路放大后的第二光梳齿信号和一路调制光信号进行融合，得到对应的发射光信号；

27、光电探测器，用于对所述发射光信号进行光电转化，得到对应的电信号；

28、功率放大器，用于对所述电信号进行放大，得到波段可重构的雷达探测信号；

29、发射天线，用于将所述雷达探测信号发射到目标空间；

30、接收天线，用于接收从所述目标空间返回的目标回波信号；

31、低噪声放大器，用于将目标回波信号放大并加载到马赫曾德尔调制器上；

32、马赫曾德尔调制器，用于将放大后的目标回波信号调制到另一路放大后的第二光梳齿信号上，得到对应的接收光信号；

33、相干接收模块，用于将所述参考光信号与所述接收光信号进行相干接收，得到包含目标信息的中频信号。

34、在其中的一些实施例中，所述光频梳源为飞秒激光器、主动锁模激光器、被动锁模激光器、光频梳产生器、微谐振腔或单频信号外调电光调制器。

35、在其中的一些实施例中，所述光滤波单元为波束整形器、光滤波器或波分复用器。

36、在其中的一些实施例中，所述系统还包括雷达信号处理模块，用于通过相关雷达算法对所述中频信号进行处理，得到所述目标信息。

37、与相关技术相比，在本实施例中提供的一种波段可重构微波光子雷达探测方法和系统，通过从光频梳信号中，滤出一路第一光梳齿信号与另一路第二光梳齿信号并放大，通过线性调频信号对放大后的第一光梳齿信号进行抑制载波单边带调制，得到对应的调制光信号；调制光信号分为两路，将一路第二光梳齿信号与一路调制光信号融合得到发射光信号，对发射光信号进行光电转化并放大，得到波段可重构的雷达探测信号并发射至目标空间；接收返回的目标回波信号，通过放大后的目标回波信号对另一路第二光梳齿信号进行双边带调制，得到接收光信号；进一步地，对参考光信号与接收光信号进行相干接收，得到包含目标信息的中频信号，解决了无法灵活调节雷达工作波段的问题，实现了避免雷达系统的探测范围受限。

38、本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。