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基于双驱动马赫曾德尔调制器的多频段相参扫频雷达系统


技术摘要:
本发明提供了一种基于双驱动马赫曾德尔调制器的多频段相参扫频雷达系统,能够保持系统结构紧凑小型化又能保持信号的可重构性和相参性。利用单个双驱动马赫曾德尔调制器来生成具有相参性的多频段线性扫频雷达信号,在双驱动马赫曾德尔调制器的上下两臂分别加上不同频率  全部
背景技术:
线性扫频雷达信号由于兼具高功率和高分辨率特性,成为目前先进雷达系统中采 用的主流信号种类之一。利用传统电域方法来生成线性扫频雷达信号会受限于电子瓶颈, 难以产生中心频率高、带宽大的信号。而微波光子技术的提出,有效地解决了这一问题。利 用光学方案,高频宽带的线性扫频雷达信号得以成功生成。 随着微波光子学的蓬勃发展,在世界范围内的多个研究组都提出了基于微波光子 学的线性扫频雷达信号生成方案。这些方案可以主要分为两大类,一类是时频映射方案,另 一类是利用光频梳来进行光外差拍频的方案。前者受限于方案中所采用的色散材料,只能 提供有限(十几纳秒)的脉冲宽度,而后者可以产生高频宽带的大时间带宽积信号,并且拥 有优秀的可重构性能。进一步,通过设计能够产生不同重复频率的双光梳的系统来进行灵 活性更高的外差拍频,可以同时由多组梳齿拍频获取多频段线性扫频雷达信号。然而,目前 已有的系统设计往往需要在相互分离的两路光路上分别使用电光调制器来产生两路光梳, 系统的造价较高且由于链路分离信号的相参性可能遭到破坏。如果采用光锁相环技术来实 现两路光梳之间的锁定,又会极大地增加系统复杂度和体积。因此,微波光子雷达系统亟需 一种新颖的设计,以实现既能保持系统结构紧凑小型化又能保持信号的可重构性和相参 性。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明提供了一种基于双驱动马赫曾德尔调制器的多频段相参扫频雷 达系统,能够保持系统结构紧凑小型化又能保持信号的可重构性和相参性。 为实现上述目的,本发明的基于双驱动马赫曾德尔调制器的多频段相参扫频雷达 系统,包括激光器、射频驱动信号发射模块、双驱动马赫曾德尔调制器、光纤链路、多通道光 窄带滤波模块以及光电转换模块; 激光器发射单频激光信号到双驱动马赫曾德尔调制器; 射频驱动信号发射模块用于发出两路不同频率的射频驱动信号,分别加载到双驱 动马赫曾德尔调制器的上下两臂; 双驱动马赫曾德尔调制器接收单频激光信号,上下两臂加载不同频率的射频驱动 信号,输出两路零阶光频梳齿频率相同的相参光频梳; 光纤链路用于对双驱动马赫曾德尔调制器输出的两路光频梳同时进行传输和放 大; 多通道光窄带滤波模块用于对经光纤链路输出的光频梳进行多通道窄带滤波,得 到特定的多组光频梳齿; 3 CN 111596278 A 说 明 书 2/4 页 光电转换模块对所述光频梳齿进行光电转换,得到对应的目标多频段相参雷达信 号。 其中,所述两路不同频率的射频驱动信号分别为射频信号和本振信号,其中射频 信号为24-25GHz的线性扫频信号,本振信号为27GHz的单频信号。 其中,所述射频信号通过对中频信号和本振信号进行混频并滤得下边带射频信号 获得,所述中频信号为编程控制产生的2-3GHz的线性扫频信号。 其中,所述射频驱动信号发射模块,包括时钟参考源、微波源、任意波形发生器、混 频器、功率放大器以及功率分配器; 其中,时钟参考源用于给微波源和任意波形发生器提供一个稳定的同步时钟信 号;微波源用于生成本振信号;任意波形发生器用于生成可编程中频信号; 混频器用于将本振信号和中频信号混频得到射频信号;功率放大器用于对混频器 获得的射频信号进行放大; 电带通滤波器用于放大后的射频信号进行过滤,得到所需边带的射频信号,所需 边带的射频信号加载到双驱动马赫曾德尔调制器的其中一臂; 功率分配器用于将本振信号分成两路,一路输入到混频器,另一路加载到双驱动 马赫曾德尔调制器的未加载射频信号的一臂。 其中,所述激光器为光纤激光器。 其中,所述光纤链路为掺铒光纤放大器。 其中,所述多通道光窄带滤波模块为多通道光滤波器。 其中,所述光电转换模块包括光电探测器以及高速示波器;光电探测器用于对每 组光频梳齿进行外差拍频;高速示波器用于采集和观测生成的线性扫频雷达信号。 有益效果: 本发明利用单个双驱动马赫曾德尔调制器来生成具有相参性的多频段线性扫频 雷达信号,在双驱动马赫曾德尔调制器的上下两臂分别加上不同频率的射频驱动信号,在 调制器输出端就可以同时得到两路零阶光梳齿频率相同的相参光频梳,且两个光频梳的梳 齿间隔分别等于两路射频频率。而后两路光梳始终通过同一光纤链路进行传输和放大,二 者之间的相参性不会遭到破坏。再经多通道光窄带滤波来得到特定的多组光梳齿进行光电 转换,即可得到目标多频段相参雷达信号。确保了结构的简洁小型化,又实现了同时生成多 频段可重构相参雷达信号的目的,解决了生成双光梳的系统结构复杂度高、产生相参的多 频段线性扫频雷达信号困难的问题。 附图说明 图1为本发明结构示意图; 图2为本发明的双光梳生成原理示意图; 图3为本发明应用于实例中的系统整体结构框图。
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