[发明专利]一种基于微波光子的超宽带LFM信号幅度均衡方法

说明书

受限于电子器件的频率响应和带宽限制，传统电子波形产生技术已经难以满足现代雷达对超宽带高性能LFM信号的需求。受益于光纤链路的大带宽、低损耗特性，以及光电电光器件的低噪声、超宽带特性，基于微波光子的超宽带波形产生技术在现代雷达中的应用日益增长。但是，基于微波光子的超宽带波形产生技术无法完全避免使用电子器件，以及电光和光电器件在超宽带条件下仍然具有一定的带内起伏，使得直接产生的超宽带LFM信号幅度在带内不同频率处存在一定波动，因此必须引入相应的波形预失真或均衡方法。本发明提出一种基于微波光子的超宽带LFM信号幅度均衡方法，该方法基于电光调制器的幅度调制特性，仅需在原有波形产生链路的基础上，增加一个低速DAC和光功率控制器，即可实现超宽带LFM信号的幅度均衡，从而提升了超宽带LFM信号的带内平坦度，有效地提高雷达波形的性能。

技术领域

本发明属于雷达信号处理领域，具体涉及一种基于微波光子的超宽带LFM信号幅度均衡方法。

背景技术

线性调频（LFM）信号是当前雷达领域广泛使用的信号，随着雷达系统的不断发展，其对LFM信号的瞬时带宽需求日益增长。受限于电子器件的频率响应和带宽限制，传统电子波形产生技术已经难以满足现代雷达对超宽带高性能LFM信号的需求。受益于光纤链路的大带宽、低损耗特性，以及光电电光器件的低噪声、超宽带特性，基于微波光子的超宽带波形产生技术在现代雷达中的应用日益增长。但是，基于微波光子的超宽带波形产生技术无法完全避免使用电子器件，以及电光和光电器件在超宽带条件下仍然具有一定的带内起伏，使得直接产生的超宽带LFM信号幅度在带内不同频率处存在一定波动，因此必须引入相应的波形预失真或均衡方法。

发明内容

为克服现有技术中的缺陷，针对当前基于微波光子的超宽带波形产生链路幅频响应存在带内起伏的问题，本发明提出一种基于微波光子的超宽带LFM信号幅度均衡方法，该方法基于电光调制器的幅度调制特性，仅需在原有波形产生链路的基础上，增加一个低速DAC和光功率控制器，即可实现超宽带LFM信号的幅度均衡，从而提升了超宽带LFM信号的带内平坦度，有效地提高雷达波形的性能。具体包括以下步骤：采用基于MZM（马赫曾德尔调制器）的光功率参数控制器产生超宽带LFM信号，

步骤（10）测量并记录超宽带LFM信号频谱

将基于微波光子的超宽带LFM信号产生输出接到频谱仪，调整频谱仪测量的中心频率、测量总带宽、分辨率带宽、参考功率参数，记录测量数据，将测量数据保存为一个二维向量；

步骤（20）计算实施幅度均衡的频率值

根据超宽带LFM信号的波形时宽、带宽和均衡数模转换器的采样率，计算实施幅度均衡的频率点值，计算完成后，将频率点值记为一个一维向量；

步骤（21）频谱重采样

根据步骤（10）中记录的频谱测量结果和步骤（20）中计算的频率点值向量，采用线性插值方法，对频率序列中各频率值处的频谱强度进行重采样，得到新的频谱二维向量；

步骤（22）计算微波光子参数控制器的控制波形序列

根据步骤（21）获得的频谱二维向量和参数控制器的响应函数，计算参数控制器控制端的控制波形序列；

步骤（30）生成微波光子参数控制信号

根据步骤（22）中获得的控制波形序列，通过数模转换将控制波形序列转化为控制信号，经低通滤波后供输出使用；

步骤（31）施加微波光子参数控制信号

将步骤（30）生成的控制信号施加到参数控制器的控制端，实现对光功率的控制，从而实现对射频功率的均衡。

步骤（40）再次测量并记录超宽带LFM信号频谱

按照步骤（10）-（31）步骤操作后，对输出的超宽带LFM信号重新实施测量，得到新的频谱测量结果：

步骤（41）幅度均衡评估

计算频谱序列的最大值与最小值之差，若差值小于未进行均衡的超宽带LFM信号频谱强度的最大值和最小值之差，则认为信号幅度得到了均衡。