[发明专利]一种OBFN与PADC功能集成的宽带雷达信号接收装置及方法

说明书

本发明公开了一种OBFN与PADC功能集成的宽带雷达信号接收装置及方法，其中，该装置包括：天线阵列单元的输出端连接OBFN与PADC的全光功能集成单元的微波输入端，用于接收目标回波信号；光脉冲单元用于生成高频重复光脉冲串；OBFN与PADC的全光功能集成单元的光输入端连接光脉冲单元的输出端，用于实现OBFN与光子ADC功能集成；光电转换单元输出端与电ADC单元输入端连接；电ADC单元输出端与数字信号处理单元输入端连接；数字信号处理单元用于进行宽带信号的合成。该装置改善光控波束成形网络与光子ADC两种功能模块在光域光谱不兼容的问题，实现功能集成的同时降低损耗。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种OBFN与PADC功能集成的宽带雷达信号接收装置及方法。

背景技术

相比单元雷达来说，相控阵雷达具备通过控制不同单元雷达间的相位构建波束成形网络的能力，但对于宽带相控阵雷达来说存在由电移相网络引入的波束倾斜现象，宽带微波光子相控阵雷达则可利用光真延时有效改善这一问题，使系统在发射或接收宽带信号时波束指向角不随频率发生改变。

宽带微波光子相控阵雷达的接收包括光控波束成形网络(Optical BeamformingNetwork，OBFN)与光子ADC(Photonic Analog-to-digital Converter，PADC)两种功能模块，接收机首先利用多个接收天线接收回波，再将回波经电域转换到光域，在光域通过延时单元完成波束成形网络的构建，再经光电探测器由光域转换到电域，之后再次经过电光转换，利用光子ADC对电信号完成采样、量化等操作，充分发挥光的高频、低时间抖动、大带宽等优势，解决传统电ADC无法同时满足系统对于高采样率和高信噪比的要求、易受孔径抖动因素影响等问题，在实现高采样率的同时实现下变频、降低对电ADC(Electronic Analog-to-digital Converter，EADC)的带宽要求等功能，转换到电域后再进入数据处理单元。

由此可知，在利用接收机中级联光控波束成形网络和光子ADC两种功能模块实现对信号的全光处理时，需进行多次的电/光，光/电转换，由于光电转换效率的原因，不可避免地存在约30dB的损耗，恶化了系统的整体性能。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种OBFN与PADC功能集成的宽带雷达信号接收装置，该装置可以降低由多次光电转换引入的损耗，对光控波束成形网络与光子ADC两个模块进行功能集成。

本发明的另一个目的在于提出一种OBFN与PADC功能集成的宽带雷达信号接收方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种OBFN与PADC功能集成的宽带雷达信号接收装置，包括：天线阵列单元、OBFN与PADC的全光功能集成单元、光脉冲单元、光电转换单元、电ADC单元和数字信号处理单元；

所述天线阵列单元的输出端连接所述OBFN与PADC的全光功能集成单元的微波输入端，所述天线阵列单元用于接收多路目标回波信号，并将所述多路目标回波信号送入所述OBFN与PADC的全光功能集成单元；

所述光脉冲单元的输出端连接所述OBFN与PADC的全光功能集成单元的光输入端，所述光脉冲单元用于生成高频重复光脉冲串，并送入所述OBFN与PADC的全光功能集成单元；

所述OBFN与PADC的全光功能集成单元的输出端连接所述光电转换单元的输入端；

所述OBFN与PADC的全光功能集成单元用于利用所述高频重复光脉冲串对所述多路目标回波信号进行全光采样以实现电光转换，并在采样前后进行全光脉冲的空-时反对称变换，构建光控波束成形网络，对所述采样后的多路目标回波信号进行降采样，实现光控波束成形与光子ADC功能集成，将降采样后的多路目标回波信号进行多波长解复用分为各单波长支路，将所述各单波长支路送入所述光电转换单元；