基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法及装置.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CN113721202A(43)申请公布日2021.11.30(21)申请号202110935142.7(22)申请日2021.08.16(71)申请人南京航空航天大学地址210000江苏省南京市江宁区将军大道29号申请人南京航空航天大学苏州研究院(72)发明人王祥传杨悦潘时龙马丛曹冯婷孟晨凯张方正朱丹(74)专利代理机构北京德崇智捷知识产权代理有限公司11467代理人杨楠(51)Int.Cl.G01S7/36(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法及装置(57)摘要本发明公开了一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法。将步进调频光信号分为两路，一路作为本振光信号，另外一路与步进调频光信号的光载波进行光外差探测产生宽带步进调频微波信号并发射；用接收信号对步进调频光信号的光载波进行强度调制产生接收调制光信号，并将接收调制光信号与本振光信号进行正交平衡混频，对生成的同相、正交信号分别进行低通滤波产生含有目标信息的去斜信号；对同相信号、正交信号分别进行中频滤波后进行正交鉴频，产生含有干扰频率信息的时域包络；由时域包络提取出干扰信号的频率信息，进而消除干扰影响。本发明还公开一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测装置。相比现有技术，本发明具有更好的干扰抑制效果。CN113721202ACN113721202A权利要求书1/2页1.一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，其特征在于，生成步进调频光信号并将其分为两路，一路作为本振光信号，另外一路与所述步进调频光信号的光载波进行光外差探测产生宽带步进调频微波信号并发射至探测空间；用接收信号对所述步进调频光信号的光载波进行强度调制产生接收调制光信号，并将所述接收调制光信号/本振光信号的四路分束信号分别引入0、π/2、π和3π/2的相移后，再分别与本振光信号/接收调制光信号的四路分束信号耦合，然后分别对引入0和π、π/2和3π/2相移的耦合信号进行平衡光电探测，分别生成同相信号、正交信号；对所述同相信号、正交信号分别进行低通滤波产生含有目标信息的去斜信号；对所述同相信号、正交信号分别进行中频滤波后对两者进行正交鉴频，产生含有干扰频率信息的时域包络；由所述时域包络提取出干扰信号的频率信息，并根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果。2.如权利要求1所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果，具体通过以下的被动抗干扰方式：摒弃被干扰信号污染的去斜信号，并由未被干扰信号污染的去斜信号重构被摒弃的去斜信号。3.如权利要求2所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述重构的方法具体为：对去斜信号进行模数转换，在未被干扰信号污染的去斜信号中随机选取M点，然后根据选取的点构建出感知矩阵，最后通过压缩感知算法重建出被摒弃的去斜信号；所述M、K均为正整数，K<M，K为去斜信号的稀疏度。4.如权利要求1所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果，具体通过以下的主动抗干扰方式：根据干扰信号的频率信息对宽带步进调频微波信号的生成参数进行调整，以产生避开干扰信号频率的宽带步进调频微波信号。5.如权利要求1所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述步进调频光信号的生成方法具体如下：用窄带线性调频微波信号对所述光载波进行载波抑制单边带调制，产生周期和脉宽分别为Tcr和Tcw的线性调频光信号；对所述线性调频光信号进行循环移频，并令Tcr≥NTL和TL≥Tcw，其中N为循环频移的最大次数，TL为循环频移的单次延时，即得到所述步进调频光信号。6.一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测装置，其特征在于，包括：发射端，用于生成步进调频光信号并将其分为两路，一路作为本振光信号，另外一路与所述步进调频光信号的光载波进行光外差探测产生宽带步进调频微波信号并发射至探测空间；接收端，其包括：正交平衡混频模块，用于用接收信号对所述步进调频光信号的光载波进行强度调制产生接收调制光信号，并将所述接收调制光信号/本振光信号的四路分束信号分别引入0、π/2、π和3π/2的相移后，再分别与本振光信号/接收调制光信号的四路分束信号耦合，然后分别对引入0和π、π/2和3π/2相移的耦合信号进行平衡光电探测，分别生成同相信号、正交信号；目标信号检测模块，用于对所述同相信号、正交信号分别进行低通滤波产生含有目标信息的去斜信号；2CN113721202A权利要求书2/2页干扰信号检测模块，用于对