[发明专利]宽带阵列微波射频前端及雷达

说明书

本发明提供一种宽带阵列微波射频前端及雷达，涉及微电子和集成光电子技术领域。本发明包括宽带微波光电收发模块和子阵级光控波束形成网络模块，宽带微波光电收发模块与子阵级光控波束形成网络模块通过合束/波分复用技术连接。其中宽带微波光电收发模块用于根据天线阵列规模需求进行匹配并完成宽带射频信号的收发以及微波信号在光载波上的调制解调处理。子阵级光控波束形成网络模块用于对光域上的宽带射频信号进行子阵之间的真延时处理，进而完成多波束的二维扫描控制。本发明实现超大阵列规模的宽带微波射频信号的收发处理以及多波束二维扫描控制等功能，实现宽带低损耗传输。

技术领域

本发明涉及微电子和集成光电子技术领域，具体涉及一种宽带阵列微波射频前端及雷达。

背景技术

随着技术的不断发展，作战平台面临的威胁日益增多，其不得不配备多型电子设备来提升自身的生存能力。尤其是机动平台，如飞机、战舰等，都必须同时装备雷达、通信和电子战等多种电子设备。同时，为了提高等效辐射功率，往往还需要增大发射机的输出功率和天线增益，导致了系统的尺寸、重量、功耗等方面急剧增加，严重限制了机动平台的机动性能，增加了平台的RCS，降低了其在复杂电磁环境下的生存能力。为了适应战场环境的不断变化，满足机动平台在体积、重量、功耗、电磁兼容、成本等方面的要求，国内外在雷达、电子战、通信一体化设计和研制方面开展了大量工作。

如何在复杂雷达侦察/电子战综合系统中建立高集成度、可重构的宽带阵列微波射频前端，解决射频信号的宽带收发及二维多波束扫描控制是一个急需解决的应用难题。即现有的雷达射频前端无法满足上述需求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高集成度的宽带阵列微波射频前端及雷达，解决了现有雷达射频前端对高集成度、大瞬时带宽射频收发以及二维多波束扫描的需求问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种宽带阵列微波射频前端，所述系统包括：

宽带微波光电收发模块，用于根据天线阵列规模需求进行匹配并完成宽带射频信号的收发以及微波信号在光载波上的调制解调处理；

子阵级光控波束形成网络模块，用于对光域上的宽带射频信号进行子阵之间的真延时处理，完成多波束的二维扫描控制；

所述宽带微波光电收发模块与所述子阵级光控波束形成网络模块通过合束/波分复用技术连接。

优选的，所述宽带微波光电收发模块包括多组子阵级的微波光电收发SIP。

优选的，所述微波光电收发SIP包括微电子芯片和光电子芯片，

所述微电子芯片用于对宽带微波信号进行放大和移相，移相范围是微波信号单个周期内的；

所述光电子芯片用于对光-电信号相互转换。

优选的，所述微波光电收发SIP用于完成单个子阵内部的宽带微波信号接收和宽带微波信号发射、以及微波信号在光域的调制解调处理；

所述宽带微波信号接收包括：对于每条通道从天线端接收到的宽带微波信号，微波光电收发SIP通过微电子芯片对宽带微波信号进行放大和周期内移相预处理，预处理后的宽带微波信号通过光电子芯片将其调制到光域中，合束后传输到所述子阵级光控波束形成网络模块中；

所述宽带微波信号发射包括：对于从子阵级光控波束形成网络模块中传输光信号，经过解复用将分别传递到各个子阵对应的微波光电收发SIP中进行解调产生相应的宽带微波信号，对宽带微波信号进行放大和周期内移相预处理，传输到天线阵列端进行发射。

优选的，所述子阵级光控波束形成网络模块包括合束/波分复用组件和多组子阵级的光开关延时网络芯片。