一种基于光子技术的分布式太赫兹雷达探测系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115032611A(43)申请公布日2022.09.09(21)申请号202210958003.0(22)申请日2022.08.11(71)申请人之江实验室地址311121浙江省杭州市余杭区之江实验室南湖总部(72)发明人柴田郭清水尹坤刘硕刘士圆应小俊(74)专利代理机构北京志霖恒远知识产权代理事务所(普通合伙)11435专利代理师戴莉(51)Int.Cl.G01S7/481(2006.01)G01S7/48(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图6页(54)发明名称一种基于光子技术的分布式太赫兹雷达探测系统及方法(57)摘要本发明公开了一种基于光子技术的分布式太赫兹雷达探测系统及方法，中心处理模块：用于将复合光信号传输至探测阵列模块；探测阵列模块：用于接收所述复合光信号，并处理得到接收光信号，将所述接收光信号返回至所述中心处理模块处理得到目标信息；所述中心处理模块和所述探测阵列模块同光光纤连接。本发明信号产生部分，基于光频梳选频实现太赫兹雷达信号的工作波段调节，基于光频梳的丰富频谱特性，可灵活实现太赫兹雷达回波信号在太赫兹波段宽调节，雷达工作带宽不受光频梳重复频率限制，保证谐波混频器参与下变频的射频基频信号与太赫兹雷达回波信号严格相干，从而可保证对太赫兹雷达回波信号的严格相干接收，提高雷达系统的稳定性及信噪比。CN115032611ACN115032611A权利要求书1/3页1.一种基于光子技术的分布式太赫兹雷达探测系统，其特征在于，包括：中心处理模块：用于将复合光信号传输至探测阵列模块；探测阵列模块：用于接收所述复合光信号，并处理得到接收光信号，将所述接收光信号返回至所述中心处理模块处理得到目标信息；所述中心处理模块和所述探测阵列模块通过光纤连接。2.如权利要求1所述的一种基于光子技术的分布式太赫兹雷达探测系统，其特征在于，所述中心处理模块包括：光频梳产生单元，用于生成光频梳信号；光放大器，用于将所述光频梳信号放大得到放大光频梳信号；波束整形单元，用于从所述放大光频梳信号中选出复合光梳齿信号以及光载波信号，所述复合光梳齿信号用于承载基频信号的光梳齿信号、光本振信号和光载波信号；基带信号源，用于生成基带调频信号；双平行马赫‑曾德尔调制器，用于将所述基带调频信号调制到所述光载波信号，得到扫频光信号；第一光耦合器，用于将所述扫频光信号分为两路，一路送入第二光耦合器，另一路作为参考光信号送入相干接收单元；第二光耦合器，用于将所述第一光耦合器输出的所述扫频光信号与所述复合光梳齿信号合为复合光信号，并将所述复合光信号送入第一光环形器的第一端口（11）；第一光环形器，用于将第一光环形器的第一端口（11）输入的所述复合光信号通过第一光环形器的第二端口（12）送入1×N光开关的输入端，并将所述1×N光开关返回的接收光信号通过第一光环形器的第三端口（13）送入相干接收单元；相干接收单元，用于将所述参考光信号与所述接收光信号在光域实现相干融合检测，得到携带目标信息的两路正交中频信号；采集处理单元，用于将所述中频信号进行模数转换，并进行雷达数字信号处理，提取出目标信息；所述光频梳产生单元的输出端通过光纤连接所述光放大器的输入端，所述光放大器的输出端通过光纤连接所述波束整形单元，所述波束整形单元的输出端通过光纤分别连接所述双平行马赫‑曾德尔调制器的输入端和所述第二光耦合器的输入端，所述基带信号源的输出端通过光纤连接所述双平行马赫‑曾德尔调制器，所述双平行马赫‑曾德尔调制器的输出端通过光纤连接所述第一光耦合器，所述第一光耦合器的输出端通过光纤分别连接所述第二光耦合器的输入端和所述相干接收单元的输入端，所述第二光耦合器的输出端通过光纤连接所述第一光环形器的第一端口（11），所述第一光环形器的第二端口（12）通过光纤连接所述1×N光开关，所述第一光环形器的第三端口（13）通过光纤连接所述相干接收单元的输入端，所述相干接收单元的输出端通过光纤连接所述采集处理单元，所述1×N光开关通过光纤连接所述探测阵列模块。3.如权利要求1所述的一种基于光子技术的分布式太赫兹雷达探测系统，其特征在于，所述探测阵列模块包括若干个探测单元，每个所述探测单元均与所述中心处理模块通过光纤连接，所述探测单元用于接收所述复合光信号，并处理得到接收光信号，将所述接收光信号返回至所述中心处理模块处理得到目标信息。2CN115032611A权利要求书2/3页4.如权利要求3所述的一种基于光子技术的分布式太赫兹雷达探测系统，其特征在于，所述探测单元包括：第二光环形器，用于将第二光环形器的第二端口（22）输入的所述复合光信号通过第二光环形器的第三端口（23）送入第一滤波器，并将第二光环形器的第一端口（21）输入的接收光信号