[发明专利]一种线性调频信号产生装置

说明书

本发明公开了一种线性调频信号产生装置，包括激光器Ⅰ，激光器Ⅰ通过偏振控制器Ⅰ连接到声光移频器的输入端，声光移频器的输出端分别连接到光耦合器Ⅰ的第一脚、光耦合器Ⅱ的第二脚，光耦合器Ⅰ的第二脚连接到光耦合器Ⅱ，光耦合器Ⅱ的第三脚经依次连接的光电转换器、电放大器、电滤波器及电移相器反馈到声光移频器；光耦合器Ⅰ经依次设置的偏振控制器Ⅱ、调制器、偏振控制器Ⅲ及三端口光环形器连接到光耦合器Ⅲ，调制器连接有晶振，三端口光环形器连接激光器Ⅱ；光耦合器Ⅱ经光滤波器连接到光耦合器Ⅲ。本发明的有益效果：既具有微波光子技术的大带宽等优势，又避免了昂贵的高频光电器件的使用，极大的降低了整个系统的成本。

技术领域

本发明涉及微波光子信号产生技术领域，具体来说涉及一种线性调频信号产生装置。

背景技术

随着科技的发展，线性频率调制是脉冲压缩技术的一种，已经广泛应用于常用的军事雷达中，在军事应用中，对于雷达的作用距离，分辨能力、测量精度等方面的性能指标提出了越来越高的要求，这就要求雷达信号同时具有大的时宽和带宽，而线性频率调制有效的解决了雷达系统作用距离和距离分辨力之间的矛盾，线性频率调制信号在军事雷达的发展中起到了至关重要的作用，所以研究线性频率调制信号的意义重大。因为线性调频信号具有巨大的科研价值以及军事应用，国内外有大量企业和机构很早便投入了对它的研发。

传统的模拟方法通常是采用表面波器件、压控振荡器等器件产生线性调频信号，具有设计难度大、开发周期长等问题。

近些年来，国内外研究了一种基于FPGA结合DAC以DDS的技术产生宽带线性调频信号，以电子学方式产生高信噪比的线性调频信号方法已经遇到了瓶颈，并且这种方案产生的线性频率调制信号的中心频率较低并且频率可调谐较小。

而采用光子学技术产生的线性调频微波信号能突破以上的限制，为解决电子瓶颈问题提供了新的方向。目前已经可以比较方便地产生数十吉赫兹的线性调频信号,并且具有产生波形带宽宽、相位噪声低、易于调谐等优点。其中2002 年，美国普顿大学J.D.McKinney 等人提出了基于直接的空-时域脉冲整形（Direct Space-to-timeMapping, DST）系统原理产生线性调频信号的方案，具有系统体积大，稳定性较差特点，并且操作室需要繁琐的光学校准过程；2010 年，加拿大渥太华大学的J.Yao等人提出了基于非对称的时域脉冲整形（Temporal Pulse Shaping，TPS）系统产生啁啾率可调的线性调频信号，其主要缺点是只能对输入光脉冲的幅度进行操控，无法操控其相位信息；2013 年，南京航空航天大学的 F.Zhang 等人提出基于频谱整形结合频-时映射（Spectral Shapingand Frequency-to-Time Mapping, SS-FTT）的原理产生频率、相位均可调谐的啁啾微波信号的方案，其主要缺点是但该方法产生的线性调频信号的信噪比会较低。

除此之外，还有很多结合光子学和电子学原理的方案：

基于光注入半导体激光器来产生具有大时间带宽积的线性啁啾微波波形的方案，通过适当地控制注入强度，可以产生具有大时间带宽积的线性调频信号。但是就驱动电流不断调谐变化的激光器的注入锁定而言，注入锁定状态的稳定性难以保持极大的限制的此方案的实际应用。

基于频率可调谐的光电振荡器（OEO）和循环相位调制回路（RPML）产生线性啁啾微波信号，此类方案产生信号的中心频率及带宽受系统中带通滤波器所限制。此外系统中采用的强度调制器、带通滤波器、微波放大器、微波移相器以及光电探测器皆为高频器件，价格昂贵，极大的增加了系统的成本。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种线性调频信号产生装置，解决现有线性调频信号存在的带宽小及系统成本高的问题。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样的：