[发明专利]微波宽带信号处理方法与微波光子信道化接收机

说明书

微波宽带信号处理方法与微波光子信道化接收机，其中，微波宽带信号处理方法包括以下步骤：首先，基于光电混合环路对微波宽带信号进行光谱切片；然后，对光谱切片后的光信号实行载波提取与解波分复用并行处理；最后，构建耦合网络，将解波分复用输出的各信息波长分别与对应的光载波耦合进入光电探测器阵列，完成包络检波，最终实现多路微波信号输出。本发明采用微波光子技术对宽带微波信号进行信道化接收，基于光纤的低损耗、大带宽、抗电磁干扰等优点，能够突破传统电子式微波信道化接收机的“电子瓶颈”，较传统信道化接收机具有超大接收带宽、信道中心频率与信道间隙可调谐的功能，能够在通信、电子战、航空航天等领域得到广泛地应用。

技术领域

本发明涉及微波技术与光通信技术的交叉领域，特别涉及一种微波宽带信号处理方法与微波光子信道化接收机。

背景技术

微波信道化接收机是用来将接收到的微波信号在频域上进行信道划分，将宽带信号分割为多个窄带，并行实时地对不同波段的信号进行感知接收的一种微波接收系统。随着电子对抗等军事环境的日趋苛刻，传统微波电路系统的诸多电子瓶颈越来越无法忽视，严重影响系统性能的提升。首先，当前的微波器件在高频段具有极大的损耗，且无法支持超宽带、多频段射频信号的处理，特别是同轴电缆作为射频的传输媒质，抗电磁干扰能力比较弱，受气候变化影响严重，对高频信号的长距离传输产生巨大的损耗，损耗高达360dB/km@5.8GHz，还会随着射频频率的增大而增大，从而限制了系统的高频扩展；此外，直接采用数字化技术来处理超宽带信号时，信道化接收要求高保真的数字化带宽，利用数字信号处理从中挖掘目标信息，带宽的增加对高速处理芯片、高速率的采样模块和高存储内存也是极大的挑战，这些器件的低成本批量生产在短期内无法实现；最后，待接收信号载波中心频率的可变性与多载波间隔的时变性对传统信道化接收系统提出了更高的要求，而基于传统技术在微波频段实现信道中心频率与信道间隔的可调谐难度较大。综上所述，在传统电域上处理信号的宽带射频信道化接收系统性能受限，已难以应对当下复杂的电磁环境与军民事需求。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种微波宽带信号处理方法，旨在突破现有信道化接收技术局限性，该方法将微波宽带信号的信道化处理在光域完成，保证信号大带宽。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种微波宽带信号处理方法，首先，基于光电混合环路对微波宽带信号进行光谱切片，所述光谱切片包括电光强度调制与循环切片两部分，所述电光强度调制旨在基于电光强度调制器将微波信号通过强度调制转变为光信号，实现电域到光域的上调制，所述循环切片旨在基于信号在光电混合环路的循环完成信号的延时-叠加功能，通过频谱切片实现多通道滤波，最终分离出多个信道；然后，对光谱切片后的光信号实行载波提取与解波分复用并行处理，提取后的光载波通过耦合器分裂成多束，与解波分复用输出的光信号形成一一对应的关系；最后，构建耦合网络，将解波分复用输出的各信息波长分别与对应的光载波耦合进入光电探测器阵列，完成包络检波，最终实现多路微波信号输出。

其中，经光谱切片后的光信号在频域成等间隔的“光梳”，位于光梳中心位置的为光载波，其它各波长均为电域各载波通过电光强度调制实现上变频，携带着通信消息。

其中，通过光窄带滤波器提取光载波。

其中，在通过光窄带滤波器提取光载波的同时，通过解波分复用器分离各信息波长。

其中，在基于光电混合环路对微波宽带信号进行光谱切片时，由激光器提供光载波，光载波输入电光强度调制器并经输入的宽带微波信号强度调制后，微波信号变成光信号，光信号通过光延时线实现延时后部分耦合输出，剩余部分继续留在环路循环，通过光放大器实现损耗补偿后到达光电探测器还原成微波信号，经过移相器对其相位大小进行调控后返回至电光强度调制器，再次对光载波强度调制后进行第二次循环，在上述过程中，每一次循环输入信号均要进行一次延时与一次移相，并耦合出去部分能量，通过无数次叠加后最终实现稳定输出，即实现光谱切片输出。