一种微波光子雷达探测装置及其探测方法.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CN114137507A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111389984.3G01S7/282(2006.01)(22)申请日2021.11.19G01S7/285(2006.01)G01S7/40(2006.01)(71)申请人中国电子科技集团公司第十三研究G01S7/41(2006.01)所G01S7/484(2006.01)地址050051河北省石家庄市合作路113号G01S7/487(2006.01)(72)发明人刘策王朋黄从喜张金明白银超孔宪辉孙建才王星张治海戎怡宋雁鹏李成凯李康王越超吕旭东马浩鑫(74)专利代理机构石家庄国为知识产权事务所13120代理人彭竞驰(51)Int.Cl.G01S13/536(2006.01)G01S17/50(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称一种微波光子雷达探测装置及其探测方法(57)摘要本发明提供一种微波光子雷达探测装置及其探测方法，该装置包括信号调频模块、发射端、接收端、混频模块和信号处理模块；信号调频模块用于调制基带信号产生线性调频信号；线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍；混频模块用于将线性调频信号与回波信号混频，获得中频信号；中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率加多普勒频移；信号处理模块用于处理中频信号，获得实时的多普勒频移；多普勒频移的正负代表径向速度方向。本发明通过设置双波段线性调频信号，相对于三段线性调频信号，简化了信号处理过程。CN114137507ACN114137507A权利要求书1/3页1.一种微波光子雷达探测装置，其特征在于，包括信号调频模块、发射端、接收端、混频模块和信号处理模块；所述信号调频模块用于调制基带信号产生线性调频信号；所述线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；所述第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍；所述发射端用于发射所述线性调频信号；所述接收端用于接收目标反射的回波信号；所述混频模块用于将所述线性调频信号与所述回波信号混频，获得中频信号；所述中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率加多普勒频移；所述信号处理模块用于处理所述中频信号，获得实时的多普勒频移；所述多普勒频移的正负代表径向速度方向。2.如权利要求1所述的一种微波光子雷达探测装置，其特征在于，所述信号调频模块包括马赫增德尔调制器、光滤波器、第一光电探测器、低通滤波器和功分器；所述基带信号为激光信号；所述马赫增德尔调制器用于根据线性调频偏置电压信号调制激光信号，获得第一调制光信号；所述第一调制光信号包括载波、两个一阶边带和两个二阶边带；所述光滤波器用于滤除所述第一调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第一滤波后光信号；所述第一滤波后光信号的一阶边带分别与两个二阶边带的波长差是三倍关系；所述第一光电探测器用于将所述第一滤波后光信号拍频，获得第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第二线性调频信号的频率是所述第一线性调频信号的频率的三倍；所述低通滤波器将所述线性调频信号滤波后，传输至功分器；所述功分器用于将所述线性调频信号分成两路，一路传输至发射端，另一路传输至混频模块。3.如权利要求2所述的一种微波光子雷达探测装置，其特征在于，所述目标反射第一线性调频信号后生成第一回波信号；所述目标反射第二线性调频信号后生成第二回波信号；所述混频模块将所述第一线性调频信号和第一回波信号混频，获得第一中频信号；所述第一中频信号的频率为回波延时乘以第一线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移；所述混频模块将所述第二线性调频信号和第二回波信号混频，获得第二中频信号；所述第二中频信号频率为回波延时乘以第二线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移。4.如权利要求3所述的一种微波光子雷达探测装置，其特征在于，所述信号处理模块还用于获得径向速度大小和目标距离；所述径向速度大小为多普勒频移除以第二线性调频信号的中心频率，再乘以光速；所述目标距离为回波延时乘以光速除以二。5.如权利要求3所述的一种微波光子雷达探测装置，其特征在于，还包括光分束器、可调延时线、可调衰减器、第二光电探测器和耦合器所述马赫增德尔调制器还用于产生第二调制光信号，所述第二调制光信号的二阶边带2CN114137507A权利要求书2/3页与第一调制光信号的二阶边带相位相反；所述光滤波器还用于滤除所述第二调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第二滤波后光信号；所述光分束器用于分束，将第一滤波后光信号传输至第一光电探测器，将第二滤波后光信号传输至可调延