基于线性调频光子延时的宽带相控阵雷达及扫描方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109557552A(43)申请公布日2019.04.02(21)申请号201811430032.X(22)申请日2018.11.28(71)申请人江苏天域航空科技集团股份有限公司地址213000江苏省常州市新北区宏图路18号(72)发明人章晨光管建伟(74)专利代理机构常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)32231代理人滕诣迪(51)Int.Cl.G01S17/89(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称基于线性调频光子延时的宽带相控阵雷达及扫描方法(57)摘要本发明公开了一种基于线性调频连续波信号作为调制信号的光控相控阵雷达系统及方法。线性调频连续波信号射频模块、光栅延迟移相模块、宽带天线阵，本发明中光控相控阵雷达天线波束移相是由线性调频光纤光栅实时延迟技术实现，结合可调谐光激光器即可实现光控波束连续扫描。本发明基于线性调频连续波信号体制的光控雷达，由于线性调频信号的带宽相对于光载波频率极小，使得光控传输链路具有稳定的传输特性。采用线性调频连续波体制的光控雷达克服了相控阵雷达波束偏斜、孔径效应，并且线性调频连续波体制的光控雷达无距离盲区、可以实现宽带宽角扫描，满足目标成像和识别的要求。CN109557552ACN109557552A权利要求书1/1页1.一种基于线性调频连续波信号作为调制信号的光控相控阵雷达系统，其特征在于：包括相控阵接收和发射天线模块，光实时延迟模块，波控，信号处理模块，光源，电光调制，线性调频射频模块；光源由可调谐激光器构成，线性调频射频信号由电光调制搭载光载波进入光实时延迟模块进行光控相控阵波束形成，经光电探测解调成射频信号，由发射天线发射出去；接收天线阵接收信号，经电光调制搭载在光信号，进入光实时延迟模块，控制波束形成，经光电探测解调出射频信号，然后进行信号处理。2.根据权利要求1所述的基于线性调频连续波信号作为调制信号的光控相控阵雷达系统，其特征在于：线性调频连续波体制雷达带宽达到1GHz以上。3.一种基于线性调频连续波信号作为调制信号的光控相控阵雷达扫描方法，其特征在于：把宽带线性调频信号作为微波信号搭载在光波中，实现光控相控阵雷达，步骤如下：步骤1、可调谐激光器(1)和电光调制器(3)构成光输入模块；步骤2、线性调频连续波信号(2)经过电光调制器(3)搭载激光光源进行传输，经掺饵光纤放大器(4)放大；步骤3、线性调频微波信号搭载光信号经过光信号处理，实现线性调频信号在雷达中的信号处理；步骤4、搭载光波的微波信号通过光环形器(5)，经过线性调频光栅(6)实现光延时，经光波分复用(7)后进入各路天线单元，经光电探测器(8)解调出宽带线性调频信号，带有不同移相，经天线模块形成最大指向的波束(9)；步骤5、通过调节可调谐激光器产生的不同波长差的光源，线性调频微波信号搭载光载波在光纤光栅得到不同时延步进，即实现光控相控阵波束连续扫描。4.根据权利要求3所述的基于线性调频连续波信号作为调制信号的光控相控阵雷达扫描方法，其特征在于：线性调频连续波体制雷达带宽达到1GHz以上。2CN109557552A说明书1/3页基于线性调频光子延时的宽带相控阵雷达及扫描方法技术领域[0001]本发明涉及相控阵雷达宽带技术及光控相控阵实时延技术领域，具体涉及一种基于线性调频光子延时的宽带相控阵雷达及扫描方法。背景技术[0002]雷达是人类进行全天候目标探测与识别的主要手段，多功能、高精度、实时探测一直是雷达研究者追求的目标。这些技术的实现，都要求微波信号有超宽带的特性，但受限于相控阵雷达的“电子瓶颈”，宽带微波信号的产生、信号处理都是及其复杂且难以完成的。线性调频连续波体制的相控阵雷达在窄带应用条件下，具有无距离盲区、信号时宽带宽积大、收发系统简单、灵敏度高等优势。但目前对雷达的应用不仅仅局限于目标探测，对目标的细微特征有了更大的需求，宽带雷达由此发展。本发明基于光控雷达的宽带优势，将线性调频大带宽连续波信号搭载光载波进行信号传输处理，进而应用于相控阵雷达中，避免直接对微波信号的各种处理，实现相控阵雷达大带宽、低损耗、重量轻、体积小的特性，使传统雷达突破瓶颈，多功能化、性能突出、应用更广泛。[0003]光控相控阵要实现宽带宽角，其难点在于波束形成技术，实时延技术是克服传统相控阵波束倾斜和孔径效应的关键技术，应用光子器件实现延时，是目前研究的热点。传统基于光开关的延迟线，虽然结构比较简单，但是可实现的延迟状态比较少，波束扫描不连续可调。本发明采用光纤光栅实现光延时波束形成，其体积小、易于与光纤系统连接、易集成且波束可连续扫描。[0004]国内外目前对线性调频信号体制雷达应用已经很成熟，但其应用于光控雷达的报道却很少。相反