[发明专利]基于注入锁定傅里叶锁模光电振荡器的雷达信号产生系统

说明书

本发明公开了一种基于注入锁定傅里叶锁模光电振荡器的雷达信号产生系统，其包括：激光器，用于产生单频光信号；第一电光调制器，用于将微波信号转换为光信号；第二电光调制器，用于将电功率分束器反馈的电信号转换为光信号；延时光纤，用于提供足够延时，降低光信号的相位噪声；光电探测器，用于将降噪后的光信号转换为电信号；放大器，用于对输入的电信号进行放大；电功率分束器，用于将输入的电信号分为两部分，一部分作为输出得到微波信号，另一部分重新反馈至第二电光调制器；电信号源，用于向第一电光调制器注入外部微波信号。本发明通过电信号源改变外部注入信号的参数，即可实现输出波形的可重构，调节方法简单、响应快。

技术领域

发明涉及光电子技术领域，尤其涉及一种基于注入锁定傅里叶锁模光电振荡器的雷达信号产生系统。

背景技术

随着科学技术的发展，现有的雷达、通信和电子战等系统均朝着多功能的方向发展。例如，在雷达系统中，为满足系统对目标探测、识别、成像等多种功能的需求，要求雷达发射机能具有多种不同波形的产生和切换能力。另一方面，现阶段空间电磁环境正趋于复杂化，且雷达探测目标趋于多样化，因此对雷达系统的工作频率和带宽也提出了更高的要求。

常规雷达的发射信号通常由电子技术产生，尽管其具有可调谐可重构等优点，但产生信号的中心频率、带宽和相位噪声等指标均受到电子系统本身瓶颈的限制，难以适应现阶段雷达和电子战等系统的需求。随着微波光子学的发展，基于微波光子技术的信号产生具有低损耗、大带宽等优势，已经得到广泛应用，利用微波光子技术，能有效克服电子技术的限制，实现高频、大带宽和低相噪的微波信号产生。其中，光电振荡器是目前基于微波光子技术产生高质量微波信号的主要方式，其利用具有高Q值的光电振荡器，产生相位噪声低至-160dBc/Hz@10kHz的基准信号，从而极大地提高雷达等系统的性能。另一方面，随着技术的发展，现有的光电振荡器不仅能产生单频连续微波信号，还可以利用傅里叶域锁模、注入锁定和主动锁模等技术实现宽带信号、脉冲信号等多种不同类型的微波信号产生。尽管如此，现有的光电振荡器产生的信号的形式仍然较为单一，且波形的重构性不佳。

傅里叶域锁模光电振荡器的研究开始于最近几年，比如中国专利申请CN110176709A公开了一种集成傅里叶域锁模光电振荡器及应用和通讯系统，集成傅里叶域锁模光电振荡器包括光电子芯片和电子芯片，所述光电子芯片包括通过光波导连接的激光器、调制器、光陷波滤波器以及光电探测器；所述电子芯片包括通过共面微波波导连接的电放大器和功分器。继北京邮电大学和中科院半导体研究所先后报道了利用傅里叶域锁模的概念实现的宽带微波信号产生以后，有关傅里叶域锁模光电振荡器的研究得到迅速发展。此后，基于傅里叶域锁模概念，国内外研究人员先后实现了双啁啾信号、频率可变信号以及相位编码信号等多种宽带信号的产生，极大地丰富了傅里叶域锁模光电振荡器的功能。另一方面，在微波振荡器中常被使用的注入锁定技术近年来也被引入光电振荡器中。利用注入锁定技术，可有效地抑制模式竞争，提高边模抑制比和系统稳定性，成为另一主流研究方向。然而，现阶段注入锁定光电振荡器和傅里叶域锁模光电振荡器均无法实现可调谐可重构且波形可切换的微波信号产生。因此，研究一种能满足现阶段多功能雷达对发射波形需求的信号产生方法是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于注入锁定傅里叶锁模光电振荡器的雷达信号产生系统，以解决现有雷达信号产生系统无法产生可调谐可重构且波形可切换的微波信号的问题。

为了达到目的，本发明提供的技术方案为：

本发明涉及一种基于注入锁定傅里叶锁模光电振荡器的雷达信号产生系统，其包括光电子振荡器和电信号源；所述的光电子振荡器包括：

激光器，用于产生单频光信号，并向第一电光调制器输出单频光信号；

第一电光调制器，用于接收来自激光器的光信号和来自电信号源的微波信号，将微波信号转换为光信号，将调制后的光信号输出至第二电光调制器；