[发明专利]微波光子雷达探测与测频一体化实现方法及装置

权利要求书

1.微波光子雷达探测与测频一体化实现方法，其特征在于，首先将待测频信号和线性调频信号调制到同一光载波上，生成保留线性调频信号±m阶边带的第一路调制信号以及保留同一侧的线性调频信号n阶边带和待测频信号1阶边带的第二路调制信号，m,n为正整数；以对第一路调制信号进行光电探测所得到的线性调频信号的2m倍频信号作为雷达发射信号，向空间中发射；将雷达回波信号调制到所述第一路调制信号上，经光电探测和低通滤波后得到去啁啾信号，根据去啁啾信号的频率实现对目标的雷达探测；同时，对第二路调制信号进行光电探测，然后通过一窄通带中频带通滤波器对所得电信号进行滤波，并提取滤波后信号的包络，根据所述滤波后信号的包络进行时频对应，得到待测频信号的频谱。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述时频对应的公式为：

f_x＝f_I+nf₁+nk(t-t₁)

其中，t为时间，t₁为所述线性调频信号的起始频率f₁的对应时刻，f_I为所述窄通带中频带通滤波器的通带中心频率，f_x为待测频信号中的频率分量，k为所述线性调频信号的啁啾率。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，利用级联的马赫曾德尔调制器和双输出可编程光滤波器来生成所述第一路调制信号和第二路调制信号。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述待测频信号用微波天线接收，并通过电带通滤波器滤除雷达发射信号干扰，所述电带通滤波器的通带范围f_pass为：

f_pass∈[nf₁+f_I,nf₁+nkT+f_I]

其中，f₁、k、和T分别为线性调频信号的起始频率、啁啾率和周期，f_I为所述窄通带中频带通滤波器的通带中心频率。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据去啁啾信号的频率实现对目标的雷达探测，具体方法如下：通过对所述去啁啾信号进行傅里叶变换得到信号频谱，通过频谱的峰值所在频点得到去啁啾信号的频率，设为f_m，则目标距离雷达的距离d通过下式计算得到：

其中，c为电磁波在空气中传播的速率，k为所述线性调频信号的啁啾率，f_m为去啁啾信号的频率。

6.微波光子雷达探测与测频一体化实现装置，其特征在于，该装置包括：

待测频信号接收单元，用于接收待测频信号；

电光调制与边带选择单元，用于将待测频信号和线性调频信号电光调制于同一光载波上，生成保留线性调频信号±m阶边带的第一路调制信号以及保留同一侧的线性调频信号n阶边带和待测频信号1阶边带的第二路调制信号，m,n为正整数；

雷达信号发射单元，用于对第一路调制信号进行光电探测以产生线性调频信号的2m倍频信号，并以其作为雷达发射信号向空间中发射；

雷达信号接收单元，用于接收雷达回波信号，并将雷达回波信号调制到所述第一路调制信号上，经光电探测和低通滤波后得到去啁啾信号；

测频单元，用于对第二路调制信号进行光电探测，然后通过一窄通带中频带通滤波器对所得电信号进行滤波，并提取滤波后信号的包络；

数据采集与处理单元，用于对雷达接收单元输出的去啁啾信号和测频单元输出的包络信号进行模数转换，并对数字信号进行处理：根据去啁啾信号的频率实现对目标的雷达探测，并根据所述滤波后信号的包络进行时频对应，得到待测频信号的频谱。