[发明专利]大调谐范围线性调频信号产生方法及其装置

说明书

一种大调谐范围线性调频信号产生方法及其装置，大信号调制模式下，利用电光调制器对可调谐光源输出的光载波和射频本振输出的射频信号进行电光调制，得到双波长光信号，调制光信号经过波长分离和偏振复用模块产生偏振正交的双波长光信号，偏振正交双波长光信号作为光载波，输入偏振调制器，与抛物线波形激励信号进行电光调制；经探测器拍频产生线性调频信号，调节可调谐光源输出波长和射频本振输出频率对产生的线性调频信号进行载频调谐，本方案产生的线性调频信号具有稳定性好、载频高、调谐范围大、波形可重构等优势，应用前景十分广泛。

技术领域

本发明属于微波光子信号产生技术领域，具体涉及一种载频具有大调谐范围的线性调频信号的产生方法及其装置。

背景技术

线性调频信号是最为常用的雷达信号形式之一，它具有大的时宽带宽积，可以同时提高雷达距离和速度两方面的测量精度和分辨力，另一方面，线性调频信号具有优良的脉冲压缩特性，可以同时提高雷达的作用距离和测量精度。随着技术的不断发展，对雷达设备的功能要求越来越高，尤其在军事斗争领域，急需提高雷达抗电子干扰、反隐身、抗低空突防、抗反辐射导弹等“四抗”能力，因此雷达信号的载频需要具有更高的频率和更好的频率调谐性能，以避开常用频段干扰以及常规电子战干扰。高载频、大调谐范围线性调频信号的产生是新一代高性能雷达的基础和关键技术之一，具有广泛的应用前景。

融合了微波技术和光子技术优势的微波光子技术在微波毫米波信号的产生、传输和处理等方面得到了广泛应用。利用微波光子技术产生雷达信号，可以克服“电子瓶颈”对信号带宽和载频的限制，为雷达系统提供高载频、大调谐范围、高性能的信号源，从而赋予雷达更加蓬勃的生命力，并有望改变雷达体制。

利用微波光子技术产生线性调频信号受到了国内外科研机构的广泛研究，其中基于抛物线波形电光相位调制的方法具有载频高、可重构性好的优点。1)H.J.Song,K.H.Oh,N.Shimizu,et al.“Generation of frequency-modulated sub-terahertz signal usingmicrowave photonic technique”,Optics Express,vol.18,no.15,pp.15936-15941,2010和2)P.Ghelfi,F.Scotti,F.Laghezza,et al.“Phase Coding of RF Pulses inPhotonics-Aided Frequency-Agile Coherent Radar Systems”,IEEE Journal ofquantum electronics,vol.48,no.9,pp.1151-1157,2012中，日本和意大利分别利用相位调制的方法产生了载频为350GHz的啁啾信号和载频在10/40GHz之间进行捷变的线性调频信号。3)H.Chi,J.Yao,“Photonic Generation of Phase-Coded Millimeter-Wave SignalUsing a Polarization Modulator”,IEEE Microwave and Wireless ComponentsLetters,vol.18,no.5,pp.371-373,2008和4)Z.Li,M.Li,H.Chi,et al,“PhotonicGeneration of Phase-Coded Millimeter-Wave Signal With Large FrequencyTunability Using a Polarization Maintaining Fiber Bragg Grating”,IEEEMicrowave and Wireless Components Letters,vol.21,no.12,pp.694-696,2011中，加拿大先后利用偏振保持光纤的偏振旋转特性和偏振保持光纤布拉格光栅的偏振选择特性，产生偏振正交的双波长光信号，然后输入偏振调制器进行同步调制，产生线性调频信号。