[发明专利]基于微波光子辅助去斜后带宽合成的雷达探测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于微波光子辅助去斜后带宽合成的雷达探测方法。将2n个中频线性调频电信号转换到光域中n路不同波长的正交偏振态上进行m倍频处理，并将这n路光信号合并为一路传输至发射端；在发射端，将这一路光信号分离为2n路，每一路信号均被分成两个分支，其中一个分支经光电转换并放大后经发射阵元辐射出去，另外一个分支作为光参考信号；将2n个接收阵元收集的信号转换至光域进行光去斜处理，再经光电转换后进行时域合成处理，得到等效大带宽的目标探测结果。本发明还公开了一种基于微波光子辅助去斜后带宽合成的雷达探测装置。本发明有效解决了光宽带承载和电窄带处理的不匹配问题，可以实现等效大带宽和高距离分辨率的实时探测。

技术领域

本发明涉及一种雷达探测方法，尤其涉及一种微波光子辅助的雷达探测方法及装置。

背景技术

雷达是人类进行全天候目标探测与识别的重要手段，在民用和军事领域都有着极其重要的应用。为了实现高距离分辨率的探测，在雷达系统中广泛采用了具有大带宽的线性调频信号。然而，随着雷达系统对分辨率的要求越来越高，传统的雷达技术难以满足未来应用的需求。将具有带宽大、传输损耗小、抗电磁干扰等特点的微波光子技术应用于雷达系统，可以提高传统雷达的技术性能(参见[G.Serafino,F.Scotti,L.Lembo,B.Hussain,C.Porzi,A.Malacarne,S.Maresca,D.Onori,P.Ghelfi,and A.Bogoni,“Toward a newgeneration of radar systems based on microwave photonic technologies,”J.Lightw.Technol.37(2),643–650(2019).])。但是，对超大带宽的线性调频信号直接进行采样、脉冲压缩，需要很高的采样率和很强的信号处理能力，很难进行实时处理。

光域去斜处理是目前报道的微波光子雷达中可以降低雷达系统对高采样率要求的一种技术方案(参见[F.Zhang,Q.Guo,Z.Wang,P.Zhou,G.Zhang,J.Sun,and S.Pan,“Photonics-based broadband radar for high-resolution and real-time inversesynthetic aperture imaging,”Opt.Express 25(14),16274(2017).])。但是在远距离探测情况下，大带宽线性调频信号的去斜信号频率依然很高，因此对采样率有很高的要求，需要高频大带宽的电子器件，且难以对数据进行实时处理。因此，研究能够在低采样率需求的情况下，提高雷达系统距离分辨率，对检测目标能力的提升和改善非常有意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种基于微波光子辅助去斜后带宽合成的雷达探测方法，同时具有微波光子技术和带宽合成雷达技术的优势，可利用低成本的低速电子器件实现等效大带宽信号的快速处理，实现实时高分辨率探测的目的。

本发明所提出的基于微波光子辅助去斜后带宽合成的雷达探测方法，包括：

用调频斜率相等而中心频率依次增大或减小的2n个中频线性调频电信号一一对应地在n路不同波长的光信号的两个正交偏振态上分别进行m倍频模式的电光调制，并将所得到的n路偏振复用调制光信号合为一路后送至发射端，第i个中频线性调频电信号的带宽B_i大于等于第i+1个与第i个中频线性调频电信号的中心频率间的频率间隔Δf_i，m、n均为正整数，i＝1，2，…，2n-1；

在发射端，对所述合路光信号进行波长解复用和偏振解复用，并将分离出的2n路调制光信号都分为两路，一路光电转换为m倍频的线性调频信号后被发射阵元辐射出去，另外一个路作为光域去斜接收的光参考信号；