[发明专利]基站无色化的光纤分布式超宽带微波雷达

说明书

技术领域

本发明属于微波光子学及无线传感领域，更具体的说是一种基站无色化的光纤分布式超宽带微波雷达。 

背景技术

相对于传统的窄带通信，超宽带(UWB：Ultra-Wideband)技术具有诸多的优异性能，如：低功率消耗、抗干扰、抗多径衰落、高分辨率、强穿透性探测性能等，这使得该技术在高精度测距、高灵敏度传感、高速率通信等领域拥有广泛的应用前景。然而，为了避免与传统窄带通信系统的干扰问题，美国联邦通信委员会(FCC：Federal Communications Commission)规定：超宽带信号只能在特定的工作频率范围内(3.1-10.6GHz)以低于41.3dBm/Hz的功率谱密度值来使用。这便大大的限制了超宽带无线电信号的传输距离及应用场景。近年来人们提出了光载超宽带无线电(UWB-over-fiber)的概念，即利用光纤传输超宽带无线电信号，拓展超宽带信号的传输距离。在上述背景下，应用于无线传感网络的光纤分布式超宽带微波雷达系统引起了广泛关注。在该类系统中，各收发基站的功耗问题以及与传统波分复用光无源接入网的兼容问题必须得到解决。这时，基站必须在完成信号收发的前提下尽可能的得到简化，以降低基站功耗。进一步的，波长无关型的基站，即无色基站，也应该被实现，以提高系统的兼容性，降低布网及维护成本。截止到目前，现有技术不能很好的满足上述要求。 

综上所述，为了解决上述面临的技术瓶颈，搭建泛在的、低功耗的、兼容性高的无线传感网络，目前迫切需要一种频谱符合美国通信联邦委员会的辐射掩蔽规定的、基站无色化的光纤分布式超宽带微波雷达装置。 

发明内容

本发明要解决现有光纤分布式超宽宽带雷达系统基站功耗过高，与其他通信系统兼容性低的技术问题。 

本发明公开了一种基站无色化的光纤分布式超宽带微波雷达，其包括： 

光偏振调制器，其用于将原始超宽带微波信号调制到线偏振连续光上，以得到偏振调制的信号光； 

光纤传输装置，其通过光纤将所述偏振调制的信号光传输至在线起偏器，还用于通过光纤将从低偏振相关的光强度调制器接收的目标反射光子学超宽带信号传输至第二光电探测器； 

在线起偏器，其用于将所传输的所述偏振调制的信号光转换成发射光子学超宽带信号； 

第一光电探测器，其用于将所述发射光子学超宽带信号转换成发射超宽带微波信号； 

第一超宽带天线，其用于将发射超宽带微波信号发射至待测目标物； 

第二超宽带天线，其用于接收从待测目标物反射回的目标反射超宽带微波信号； 

低偏振相关的光强度调制器，其用于将所述目标反射超宽带微波信号转换为目标反射光子学超宽带信号； 

第二光电探测器，其将所述光纤传输装置回传的目标反射光子学超宽带信号转换成目标反射超宽带微波信号； 

数据处理模块，其用于比较处理所述原始超宽带微波信号和目标反射超宽带微波信号，以得到所述待测目标物的距离。 

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果： 

该基站无色化的光纤分布式超宽带微波雷达的基站部分结构简单，功耗低，搭建及维护成本低，且波长无关，兼容性优异。 

附图说明

图1是本发明中基站无色化的光纤分布式超宽带微波雷达结构示意图； 

图2是本发明中基站无色化的光纤分布式超宽带微波雷达中所用的超宽带带通滤波器b的频谱响应曲线； 

图3是本发明中基站无色化的光纤分布式超宽带微波雷达的测距效果图； 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。 

图1示出了本发明中基站无色化光纤分布式超宽带微波雷达的结构示意图。如图1所示，所述基站无色化光纤分布式超宽带微波雷达，包括： 

超宽带微波信号发生器a，其用于提供超宽带微波信号；其可以是超宽带脉冲微波信号发生器、超宽带噪声微波信号发生器或超宽带类噪声微波信号发生器； 

超宽带带通滤波器b，其一端与超宽带微波信号发生器a的输出端连接，用于对所述超宽带微波信号的频谱进行整形，以满足美国联邦通信委员会对超宽带微波信号的频谱掩蔽规定； 

微波功率分束器c，其输入端口1与超宽带带通滤波器b的另一端连接，其用于将经过频谱整形的超宽带微波信号分为两路，一路作为参考的原始超宽带微波信号，一路作为要发送的原始超宽带微波信号；