[发明专利]基于扫频激光器的雷达信号产生装置及方法

说明书

本发明提供一种基于扫频激光器的雷达信号产生装置及方法，包括：微波光子信号产生单元，包括参考激光器和扫频激光器，参考激光器用于产生参考连续波光载波，扫频激光器用于产生宽带连续波光载波，宽带连续波光载波和参考连续波光载波经过合束后，进行第一光电转换产生目标雷达信号；延迟差分单元，包括光延迟器和第二电功分器，延迟差分单元用于将宽带连续波光载波和参考连续波光载波在光延迟器的延迟作用下，进行第二光电转换产生第一中频信号，第二电功分器用于将第一中频信号分为三路中频信号；锁相环控制单元，用于根据三路中频信号产生三路控制信号，并将三路控制信号输入微波光子信号产生单元，形成反馈环路闭环。

技术领域

本发明涉及雷达探测及成像领域，特别涉及一种基于扫频激光器的雷达信号产生装置及方法。

背景技术

在雷达探测及成像领域，进一步提升雷达的分辨率和实现多功能协同融合是重要趋势，这就要求雷达系统具有大带宽、大时宽和可软件定义的能力。但是传统电子雷达系统在频率、带宽以及重构性上受限。微波光子技术具有大带宽、抗电磁干扰能力强、传输损耗低、易于软件定义等诸多优势，因此，利用微波光子技术产生宽带可重构雷达信号成为如今的研究热点之一。

现有的微波光子产生宽带可重构雷达信号的方法大致可以分成外调制倍频法、光子数模转换法、波长-时间映射法和傅里叶锁模光电振荡器法。虽然上述这几种方法都可以在一定程度上实现雷达信号带宽、中心频率或者脉冲宽度的重构，但是它们都有各自的局限性。外调制倍频法由于依赖外部信号源，波段相对固定，产生的信号的带宽和重构性受限；波长-时间映射方法受限于色散元件的色散系数，产生的信号的脉宽只有几十纳秒，难以满足雷达探测宽幅区域的需要；光子数模转换方法需要多个激光器，目前只能在芯片上实现；基于傅里叶频域锁模光电振荡器的方法由于产生信号的周期要与链路中环路时间延迟相匹配，其脉冲宽度重构性受限。

由此可知，利用现有的微波光子产生宽带可重构雷达信号产生方法存在带宽、时宽或软件定义能力受限等问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为克服现有微波光子技术产生宽带可重构雷达信号方法的上述不足，本发明公开了一种基于扫频激光器的雷达信号产生装置及方法。

(二)技术方案

本发明一方面公开一种基于扫频激光器的雷达信号产生装置，包括：

微波光子信号产生单元，包括参考激光器和扫频激光器，所述参考激光器用于产生参考连续波光载波O1，所述扫频激光器用于产生宽带连续波光载波O2，所述宽带连续波光载波O1和参考连续波光载波O2经过合束后，进行第一光电转换产生目标雷达信号E；

延迟差分单元，包括光延迟器和第二电功分器，所述延迟差分单元用于将宽带连续波光载波O1和参考连续波光载波O2在光延迟器的延迟作用下，进行第二光电转换产生第一中频信号IF，所述第二电功分器用于将第一中频信号IF分为三路中频信号IFn；

锁相环控制单元，用于根据所述三路中频信号IFn产生三路控制信号Cn，并将所述三路控制信号Cn输入所述微波光子信号产生单元，形成反馈环路闭环。

通过本公开的实施例，其中，所述微波光子信号产生单元还包括：

第一光调制器，连接所述扫频激光器的输出端，用于对所述宽带连续波光载波O2进行移频，产生第一调制宽带光载波Om1；

相位调制器，连接所述第一光调制器的输出端，用于对所述第一调制宽带光载波Om1进行相位调制，产生第二调制宽带光载波Op。

通过本公开的实施例，其中，所述微波光子信号产生单元还包括：

第一光耦合器，连接所述参考激光器的输出端，用于将所述参考连续波光载波O1分束，产生第一中间参考光载波OC11和第二中间参考光载波OC12；