[发明专利]一种基于微波光子技术的非合作目标空间位置探测方法

权利要求书

1.一种基于微波光子技术的非合作目标空间位置探测方法，基于空间位置探测链路，所述链路包括激光器、马赫-曾德尔调制器MZM、任意波形发生器、光耦合器OC、第一光电探测器、电功率放大器、发射天线、双驱动马赫-曾德尔调制器DD-MZM、第一接收天线RA1、第一低噪声放大器、辅助电缆、第二接收天线(RA2)、第二低噪声放大器、第二光电探测器、低通滤波器和信号采集与处理模块，其中，DD-MZM包括上臂子PM和下臂子PM，辅助电缆满足：n_LL＞d，其中n_L为辅助电缆的折射率，L为电缆长度，d为RA1和RA2之间的基线长度，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：产生具有大瞬时带宽的探测信号，具体如下：

激光器产生的光信号注入马赫曾德尔调制器MZM，作为光载波，马赫曾德尔调制器的射频驱动信号为由任意波形发生器产生的中频线性调频信号，调谐直流偏置电压，使MZM工作在最小偏置点，抑制载波和偶次边带；

接下来，利用50:50耦合器OC将MZM的输出信号分成两路，一路注入第一光电探测器，进行光电转换，得到二倍频线性调频信号；

最后，先将该信号注入宽带电功率放大器进行放大，再利用发射天线发射到自由空间，作为雷达探测信号。

步骤二：非合作目标距离和方向的探测

利用50:50耦合器OC将MZM输出信号分出的另一路作为参考信号注入双驱马赫曾德调制器DD-MZM做其载波；通过调谐DD-MZM的偏置电压，使DD-MZM的上下两个子PM均工作在正交偏置状态；DD-MZM有两个驱动信号，第一驱动信号为经过第一接收天线RA1、第一低噪声放大器接收到的微波信号，第二驱动信号为经过第二接收天线RA2、第二低噪声放大器接收到的微波信号，所不同的是，第一低噪声放大器和DD-MZM上臂子PM之间引入了一段长为L的辅助电缆，DD-MZM的输出经过第二光电探测和低通滤波后，利用信号采集与处理模块采集，可得到与非合作目标方向和距离相关的低频信号；接下来，对该信号进行求解，便可同时得到非合作目标的距离和方向信息，最后结合所求结果便可实现非合作目标的空间定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于微波光子技术的非合作目标空间位置探测方法，其特征在于：所述与目标方向信息和距离信息相关的低频信号频率表示为

式中，

f_θ为与目标方向信息相关的低频信号频率，

f_R为与目标距离信息相关的低频信号频率，

f₁为DD-MZM上臂子PM经过去斜处理后所得低频信号的频率值，

f₂为DD-MZM下臂子PM经过去斜处理后所得到的低频信号的频率值，

f_L＝2kτ_L为长L的辅助电缆引入τ_L的时间延迟而导致信号产生的频率变化，其中k为中频线性调频信号的调频斜率，τ_L＝n_LL/c为辅助电缆所引入的时间延迟，L为电缆的长度，n_L为电缆的折射率，c为真空中的光速；

当非合作目标方向与雷达视线的夹角θ为负时，f₁＝2k(τ_R+τ_L+τ_θ)和f₂＝2kτ_R

当非合作目标方向与雷达视线的夹角θ为正时，f₁＝2k(τ_R+τ_L)和f₂＝2k(τ_R+τ_θ)，

式中，

τ_R为探测信号由雷达到目标往返传输所引起时间延迟；

τ_θ为由于目标方向与雷达视线具有一定大小的夹角θ而导致回波信号先后到达两接收天线而产生的时间延迟量。

3.根据权利要求2所述的一种基于微波光子技术的非合作目标空间位置探测方法，其特征在于：所述非合作目标的方向信息和距离信息分别表示为

其中，d为两接收天线之间的基线长度，B为所发射雷达探测信号的瞬时带宽，T为所发射雷达探测信号的周期。