[发明专利]一种基于微波光子和电磁反演技术的目标定位及成像系统

说明书

本发明提供一种基于微波光子和电磁反演技术的目标定位及成像系统，包括：利用空间电磁反演技术实现对某个时刻电磁信号所覆盖空域内所有目标的定位，然后利用分布式雷达成像系统实现对所有目标的成像和识别；本发明所述的系统主要由空间电磁反演定位和分布式雷达成像两个子系统构成，其工作原理则是利用电信号源或光生微波模块产生超宽带光载微波信号，光纤和多路分光器件将所述超宽带光载微波信号送至不同的前端，每个所述前端根据接收到的目标位置和运动信息，调整天线指向并向目标发射所述超宽带微波信号，之后前端对该目标散射回的所述超宽带回波信号接收，利用数据处理器对接收回波数字信号进行处理，完成对目标的成像和识别。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种基于微波光子和电磁反演技术的目标定位及成像系统。

背景技术

在发挥出远距离、全天候和全天时先天技术优势前提下，实现对特定空域内任意目标实时定位和成像识别对于应对由无人技术发展带来的空天安全威胁新样式具有重要意义。

现有空间目标定位多基于电子雷达系统，即通过接收由目标散射回的电磁信号实现对目标的定位。为实现对目标发现后的识别，一般需要两套雷达系统配合：一套实现对目标的定位，另一套根据定位信息向目标发射另一频段宽带雷达信号实现成像或识别。由于探测机制限制，这种基于电子技术的传统方法和微波系统难以实现大范围区域内多种目标的同时实时监测和成像识别。

基于传统电子技术实现上述系统和功能时存在两方面的问题：一是利用现有电子技术构建空间分布式射频收发系统复杂昂贵，多站建信号传输和功能耦合是挑战；二是现有电子瓶颈限制了成像用雷达信号带宽，这限制了对目标的成像分辨力，难以应对无人机等小目标识别需求。微波光子技术是微波技术和光子技术交叉领域，该技术由于采用光作为信号载体，具有高频、超宽带、低相噪及低损耗等先天优势，其在雷达单元技术和系统中的应用研究一直是热点，近年来更是有多家研究单位报道了微波光子雷达系统级研究成果和相关专利(201710796669.X；201910051728.X；201810955310.7等)。但目前已报道的微波光子雷达均是单站架构，多是针对特定目标而非多目标同时监测成像用途。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种基于微波光子和电磁反演技术的目标定位及成像系统，其工作原理为：首先，利用空间电磁反演技术实现对某个时刻电磁信号所覆盖空域内所有目标的定位；然后，利用分布式雷达成像系统实现对所有目标的成像和识别。

之所以采用微波光子，是因为微波光子技术用于实现多站间信号的传输与分布，进一步地讲，利用微波光子超宽带成像雷达实现对已定位目标的成像与识别；利用微波光子光生微波技术实现定位用电磁信号的产生；利用微波光子下变频技术或光采样技术实现对回波信号地接收和采样。

基于上述其工作原理，本发明提出的目标定位及成像系统由空间电磁反演定位和分布式雷达成像两个子系统构成，所述两子系统之间存在信号传输。

进一步地，所述空间电磁反演定位子系统由电信号源或光生微波信号源产生一频段微波信号，将所述微波信号加载到光载波上经分光器件分成两路，所述两路再分别经多路分光器件分别送给多个微波发射前端和多个接收前端。

进一步地，所述微波发射前端由光电转换器件、微波放大模块及微波天线等组成；所述接收前端由微波天线、微波放大模块、电光调制器、光电转换器、模数转换器等组成。