[发明专利]基于双驱动马赫曾德尔调制器的多频段相参扫频雷达系统

说明书

本发明提供了一种基于双驱动马赫曾德尔调制器的多频段相参扫频雷达系统，能够保持系统结构紧凑小型化又能保持信号的可重构性和相参性。利用单个双驱动马赫曾德尔调制器来生成具有相参性的多频段线性扫频雷达信号，在双驱动马赫曾德尔调制器的上下两臂分别加上不同频率的射频驱动信号，在调制器输出端就可以同时得到两路零阶光梳齿频率相同的相参光频梳。确保了结构的简洁小型化，又实现了同时生成多频段可重构相参雷达信号的目的，解决了生成双光梳的系统结构复杂度高、产生相参的多频段线性扫频雷达信号困难的问题。

技术领域

本发明属于微波光子技术领域，具体涉及一种基于双驱动马赫曾德尔调制器的多频段相参扫频雷达系统。

背景技术

线性扫频雷达信号由于兼具高功率和高分辨率特性，成为目前先进雷达系统中采用的主流信号种类之一。利用传统电域方法来生成线性扫频雷达信号会受限于电子瓶颈，难以产生中心频率高、带宽大的信号。而微波光子技术的提出，有效地解决了这一问题。利用光学方案，高频宽带的线性扫频雷达信号得以成功生成。

随着微波光子学的蓬勃发展，在世界范围内的多个研究组都提出了基于微波光子学的线性扫频雷达信号生成方案。这些方案可以主要分为两大类，一类是时频映射方案，另一类是利用光频梳来进行光外差拍频的方案。前者受限于方案中所采用的色散材料，只能提供有限(十几纳秒)的脉冲宽度，而后者可以产生高频宽带的大时间带宽积信号，并且拥有优秀的可重构性能。进一步，通过设计能够产生不同重复频率的双光梳的系统来进行灵活性更高的外差拍频，可以同时由多组梳齿拍频获取多频段线性扫频雷达信号。然而，目前已有的系统设计往往需要在相互分离的两路光路上分别使用电光调制器来产生两路光梳，系统的造价较高且由于链路分离信号的相参性可能遭到破坏。如果采用光锁相环技术来实现两路光梳之间的锁定，又会极大地增加系统复杂度和体积。因此，微波光子雷达系统亟需一种新颖的设计，以实现既能保持系统结构紧凑小型化又能保持信号的可重构性和相参性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于双驱动马赫曾德尔调制器的多频段相参扫频雷达系统，能够保持系统结构紧凑小型化又能保持信号的可重构性和相参性。

为实现上述目的，本发明的基于双驱动马赫曾德尔调制器的多频段相参扫频雷达系统，包括激光器、射频驱动信号发射模块、双驱动马赫曾德尔调制器、光纤链路、多通道光窄带滤波模块以及光电转换模块；

激光器发射单频激光信号到双驱动马赫曾德尔调制器；

射频驱动信号发射模块用于发出两路不同频率的射频驱动信号，分别加载到双驱动马赫曾德尔调制器的上下两臂；

双驱动马赫曾德尔调制器接收单频激光信号，上下两臂加载不同频率的射频驱动信号，输出两路零阶光频梳齿频率相同的相参光频梳；

光纤链路用于对双驱动马赫曾德尔调制器输出的两路光频梳同时进行传输和放大；

多通道光窄带滤波模块用于对经光纤链路输出的光频梳进行多通道窄带滤波，得到特定的多组光频梳齿；

光电转换模块对所述光频梳齿进行光电转换，得到对应的目标多频段相参雷达信号。

其中，所述两路不同频率的射频驱动信号分别为射频信号和本振信号，其中射频信号为24-25GHz的线性扫频信号，本振信号为27GHz的单频信号。

其中，所述射频信号通过对中频信号和本振信号进行混频并滤得下边带射频信号获得，所述中频信号为编程控制产生的2-3GHz的线性扫频信号。

其中，所述射频驱动信号发射模块，包括时钟参考源、微波源、任意波形发生器、混频器、功率放大器以及功率分配器；

其中，时钟参考源用于给微波源和任意波形发生器提供一个稳定的同步时钟信号；微波源用于生成本振信号；任意波形发生器用于生成可编程中频信号；