[发明专利]基于光子学的射频存储和移频装置

说明书

一种基于光子学的射频存储和移频装置，该装置包括：单频激光器、1:1的1×2耦合器、双平行电光调制器、第一声光移频器、第二声光移频器、1:1的2×1耦合器、1:1的2×2耦合器、半导体放大器型光开关、光学带通滤波器、延时光纤、电控光开关、光电探测器、控制信号模块。该发明能够对瞬时带宽大的射频信号高保真存储和快速可调移频；同时该装置存储射频信号时间长，存储时间和移频大小可控制，并且有强抗电磁干扰能力。

技术领域

本发明涉及射频信号存储和移频装置，特别是一种基于光子学的射频信号存储和移频装置。

背景技术

射频信号存储和移频技术是电子干扰领域重要研究内容之一，能够有效干扰运动目标的距离及速度信息。射频信号存储是指将敌方发射的探测脉冲进行时域上保存并在一定时间间隔后再发送回去一个或多个脉冲信号；射频移频是指将接收到的射频信号的频率进行修改再将其重新发送回去。通过对存储时间和移频大小准确仔细控制，干扰机就能欺骗敌方的雷达。因为光纤本身具有大带宽、低损耗、抗电磁干扰等优点，所以基于光子学的方法对宽带及复杂波形射频信号的高保真存储和移频中有突出的优势。

目前基于光子学的射频存储技术代表性的方案是基于光纤移频延时环的存储结构【Nguyen T A,Chan E H W,Minasian R A.Photonic Radio Frequency Memory UsingFrequency Shifting Recirculating Delay Line,Structure[J].Journal of LightwaveTechnology,2014,32(1):99-106】，该技术是基于移频光纤环结构的全光射频存储技术，通过在光纤环中添加声光移频器来避免单波长激光的相干干扰，其全光的结构特点奠定了其大瞬时带宽和动态范围的优势，并实现了循环次数超过186、存储时长为300μs的高保真射频存储功能。而基于光子学的射频移频技术代表性的方案是基于调频激光色散效应的移频补偿方案，频率不同的激光在色散元件中将调制射频信号波形进行压缩或者展宽，通过仿真验证了高速铁路上无线通信时多普勒频移补偿的可行性【Zheng R,Kong Y,Chan E H W,et al.Photonics based Microwave Frequency Shifter for Doppler ShiftCompensation in High-Speed Railways[C]//Conference on Lasers and Electro-Optics/Pacific Rim.Optical Society of America,2018:F2C.4】。

但是以上两种方法均只实现了射频存储或移频中某一种功能。单一的干扰技术只能对只有距离或速度检测、跟踪能力的雷达奏效，无法欺骗具有距离-速度二维信息同时检测、跟踪能力的雷达，如脉冲多普勒雷达。因此，需要一种能够同时实现宽带射频信号存储及移频的干扰装置，以应对新体制雷达的探测并实现有效干扰。

发明内容

本发明的目的是实现速度和空间距离两个方面的干扰，将干扰目标想捕获的参数复杂化，达到更为完善的干扰目的。

本发明的技术解决方案如下：