[发明专利]一种微波光子MIMO雷达探测方法及系统

说明书

本发明公开了一种微波光子MIMO雷达探测系统，包括：第一光频梳产生模块，用于产生第一光频梳信号；雷达发射组件，用于将M路所述探测光信号分别完成光电转换得到M个载频依次等间隔增加差频的雷达发射信号进行发射；雷达接收组件，用于将N路所述接收光载波信号通过延时阵列依次增加等间隔延时，同时对雷达回波信号分别调制到N路所述接收光载波信号得到N路接收光信号，并将N路所述接收光信号传输至信号处理组件；信号处理组件，用于将所述扫频光频梳信号和N路所述接收光信号波分复用为一路的复合接收光信号进行处理，提取出探测目标信息。本发明基于两级差频复用，可在单个信号周期内实现MIMO雷达探测，可有效提高雷达系统目标探测时间效率。

技术领域

本发明涉及一种雷达探测技术领域，尤其涉及一种微波光子MIMO雷达探测方法及系统。

背景技术

多输入多输出技术广泛应用于雷达系统中以提高雷达等效天线孔径，从而提高目标角度探测精度（参见[De Wit J J M, Van Rossum W L, De Jong A J. Orthogonalwaveforms for FMCW MIMO radar. IEEE, 2011.]）。受限于电子技术固有的高损耗问题，目前电子MIMO雷达系统多集中于单片系统或低频分布式系统，限制了MIMO技术在雷达系统中的优势。得益于微波光子技术的快速发展，基于光子技术大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等特性，微波光子技术为克服传统雷达电子瓶颈问题，改善提高技术性能，提供了新的技术支撑，成为下一代雷达的关键技术（参见[J. Yao, Microwave Photonics, Journalof Lightwave Technology, vol. 27, no. 3, pp. 314-335, 2009.]）。例如，一种基于微波光子技术的频分复用MIMO雷达已详细研究了微波光子技术及MIMO技术带来的雷达系统性能提升（参见[F. Zhang, B. Gao, and S. Pan, Photonics-based MIMO radar withhigh-resolution and fast detection capability, Optics Express, vol. 26, no.13, pp. 17529-17540, 2018.]）。但频分复用因为频率资源有限，系统通道数受限，从而限制了系统的等效孔径大小。此外一种基于微波光子时分复用MIMO雷达采用发射信号时域分级实现发射信号的正交（[F. Berland, T. Fromenteze, D. Boudescoque, P. Bin, H.Elwan, C. Berthelemot, C. Decroze, Microwave Photonic MIMO Radar for Short-Range 3D Imaging, IEEE Access, vol. 8, pp. 107326-107334, 2020.]）。虽然该方法提高了雷达系统的频带利用率，但雷达信号产生与接收由独立功能模块实现，且光链路只实现了接收信号的传输，仍需高速光电探测器及高速模数转换器实现信号的光电转换及采集，导致系统实时处理能力受限。

为此，我们提供一种微波光子MIMO雷达探测方法及系统以解决上述技术问题。

发明内容

本发明为了解决如何在MIMO雷达发射端基于双光频梳实现发射信号差频复用从而提高雷达系统频谱利用率，在MIMO雷达接收端基于延时阵列实现接收信号的差频复用，基于两级差频复用技术的优势，在保证雷达系统频带利用率及性能的同时，大幅降低雷达系统单周期工作时间，提高雷达系统工作时效的问题，在于提供一种微波光子MIMO雷达探测方法及系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种微波光子MIMO雷达探测系统，包括：

第一光频梳产生模块，用于产生第一光频梳信号，并将所述第一光频梳信号分别传输至雷达发射组件和雷达接收组件；