CN110221292A - 一种微波光子多波段雷达成像系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及成像雷达领域，特别涉及一种微波光子多波段雷达成像系统及方法。在发射端，光学多波段信号产生模块分别生成多波段信号发送至发射机射频前端，生成参考信号发送至光学多波段信号接收模块；发射机射频前端的输出端连接发射天线的输入端；在接收端，接收天线的输出端连接接收机射频前端的输入端，接收机射频前端输出端连接光学多波段信号接收模块的接收信号输入端；光学多波段信号接收模块利用参考信号对接收到的多波段回波信号进行去斜处理，生成各个波段回波的去斜信号发送至信号采集及处理模块；信号采集及处理模块对接收到的信号进行处理获得高分辨成像。本发明的系统结构紧凑，方法简便，且具有较强的抗电磁干扰能力。

Description

一种微波光子多波段雷达成像系统及方法

技术领域

本发明涉及成像雷达领域，特别涉及一种微波光子多波段雷达成像系统及方法。

背景技术

成像雷达可以对目标进行分辨、识别和分类，在自动驾驶、安检、国防等领域有着巨大应用。成像雷达的分辨力越高，对目标的分辨识别能力也就越高。为了获得高分辨的距离像结果，最直接的方法就是单波段雷达发射接收宽带信号，但是由于频谱资源的管控，有些频段不能使用，这使得雷达在某些情况下的工作带宽受限。而另外一种方法就是利用多波段雷达系统通过发射接收多个相对窄带的波段雷达波形，再通过对多个波段的数据进行融合处理来等效获得一个大带宽的信号，从而实现高分辨的一维距离像。雷达波段带宽越大，最后合成的等效信号带宽也会越大；此外这几个波段信号需要尽可能相参，否则会增加融合过程中的相参处理复杂度，甚至导致无法实现有效的融合处理，进而无法实现高分辨的成像结果。

传统的多波段雷达系统结构如图1所示，包括传统电学多波段信号产生模块、发射机射频前端、发射天线、接收天线、接收机射频前端、传统电学多波段接收模块和信号采集及处理模块。在发射端，所述传统电学多波段信号产生模块的输出端连接发射机射频前端输入端，发射机射频前端输出端连接发射天线的输入端；在接收端，接收天线的输出端连接接收机射频前端输入端，接收机射频前端输出端连接传统电学多波段信号接收模块输入端，传统电学多波段信号接收模块输出端连接信号采集及处理模块的输入端。但受限于电子器件瓶颈，传统的基于数字频率合成技术、基于电数模转换技术等信号产生方案获得的多波段信号频率和带宽均较小，仅有几百MHz,所以为了产生宽带的多波段信号，传统的电学多波段信号产生模块往往需要利用多级的电倍频技术和多级的本振上变频技术。而电倍频器会严重恶化信号的相噪，此外本振之间的不相参及噪声抖动会直接导致最后产生多波段信号的不相参；传统的电学多波段信号接收模块为了对宽带的多波段信号进行接收，同样需要进行多级的本振下变频，本振之间的不相参及噪声抖动会进一步加深各个波段信号间的不相参。因此，传统的多波段雷达成像系统往往难以实现有效的高分辨融合成像。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术中多波段雷达系统信号产生带宽小、波段信号不相参、融合超分辨实现难等问题，提出一种微波光子多波段雷达成像系统及方法。本发明的系统结构紧凑，方法简便，且具有较强的抗电磁干扰能力，在自动驾驶、安全检查、国防等领域有重要作用。

本发明提出一种微波光子多波段雷达成像系统，包括：发射机射频前端、发射天线、接收天线、接收机射频前端，信号采集及处理模块，其特征在于，还包括：光学多波段信号产生模块和光学多波段信号接收模块；在发射端，所述光学多波段信号产生模块分别连接发射机射频前端的输入端和光学多波段信号接收模块的参考信号输入端，分别用于生成多波段信号发送至发射机前端以及生成多波段信号或光载多波段信号发送至光学多波段信号接收模块；发射机射频前端的输出端连接发射天线的输入端；在接收端，接收天线的输出端连接接收机射频前端的输入端，接收机射频前端的输出端连接光学多波段信号接收模块的接收信号输入端；光学多波段信号接收模块的输出端连接信号采集及处理模块的输入端；所述光学多波段信号接收模块利用从光学多波段产生模块接收到的多波段信号或者光载多波段信号作为去斜处理的参考信号，对从接收机射频前端接收到的各波段回波信号进行去斜处理，生成各个波段回波的去斜信号发送至信号采集及处理模块。

本发明的特点及有益效果是：

本发明的微波光子多波段雷达成像系统基于一套收发机，以光学多波段信号产生模块和光学多波段信号接收模块为核心，能够同时完成高频宽带多波段相参信号的产生和接收处理，最后通过数据融合可以实现高分辨的融合成像。微波光子多波段雷达成像系统借助全光信号产生技术可以同时产生相参的宽带多波段信号，借助光学辅助的信号接收处理技术可以同时完成多波段宽带信号的相参接收。此外，光学辅助的信号接收处理技术可将宽带信号转成中频窄带信号，进而方便数据的采集和实时成像处理。整个系统只用了一个收发机，系统结构简单紧凑。本发明的微波光子多波段雷达成像系统可以保证高频宽带信号的相参发射和相参接收，大大简化了复杂的相参信号处理计算，为多波段雷达融合成像的速度和有效性提供了基础。该发明可以大大提高雷达的成像分辨力，在自动驾驶、安检、国防等领域有着巨大的应用前景，

附图说明

图1为传统多波段雷达成像系统结构示意图。

图2为本发明的微波光子多波段雷达成像系统结构示意图。

图3为本发明系统中光学多波段信号产生模块结构示意图。

图4为本发明实施例中光学上变频模块的一种典型结构示意图。

图5为本发明系统中光学多波段信号接收模块结构示意图。

图6为本发明系统中光学多波段信号接收模块的去斜接收单元结构示意图。

图7为本发明实施例中S和X波段信号的时域波形和时频曲线图。

图8为本发明实施例中S波段、X波段和融合数据获得的测距结果示意图。

具体实施方式

本发明提出一种微波光子多波段雷达成像系统及方法，下面结合附图和具体实施例进一步详细说明如下。

本发明提出一种微波光子多波段雷达成像系统，结构如图2所示，包括：1个光学多波段信号产生模块、1个发射机射频前端、1组发射天线、1组接收天线、1个接收机射频前端、1个光学多波段信号接收模块和1个信号采集及处理模块。在发射端，所述光学多波段信号产生模块的多波段信号第一输出端连接发射机射频前端的输入端，发射机射频前端的输出端连接发射天线的输入端，光学多波段信号产生模块的多波段信号第二输出端或者光载多波段信号输出端连接光学多波段信号接收模块的参考信号输入端。在接收端，接收天线的输出端连接接收机射频前端的输入端，接收机射频前端的输出端连接光学多波段信号接收模块的接收信号输入端，光学多波段信号接收模块的输出端连接信号采集及处理模块的输入端。

本发明系统各部件的实现方式如下：

所述光学多波段信号产生模块用于生成多波段信号发送至发射机射频前端，生成多波段信号或者光载多波段信号发送至光学多波段信号接收模块。

所述发射机射频前端用于对从光学多波段信号产生模块接收到的多波段信号进行放大产生功率大的雷达信号并发送至发射天线，可采用常规部件；

所述发射天线用于将从发射机射频前端接收到的雷达信号辐射到空中，所述接收天线用于接收发射天线发出的雷达信号碰到目标后的回波信号，并发送至接收机射频前端，发射天线和接收天线均可采用常规部件；

所述接收机射频前端用于对从接收天线接收到的回波信号进行放大和滤波得到回波信号中的各个波段回波信号，并发送至光学多波段接收模块，可采用常规部件；

所述光学多波段信号接收模块利用从光学多波段产生模块接收到的多波段信号或者光载多波段信号作为去斜处理的参考信号，对从接收机射频前端接收到的各个波段回波信号进行去斜处理，生成各个波段回波的去斜信号并发送至信号采集及处理模块。

所述信号采集及处理模块用于对接收到的各个波段回波的去斜信号进行采集和数字信号处理，最终得到成像结果，可采用常规部件。

其中所述光学多波段信号产生模块可分为两种结构，分别如图3(a)和图3(b)所示。图3(a)所示的结构包括1个光子数模转换器、1个光学上变频模块、1个光电探测器、1个n路电功分器、n个各波段的滤波器和n个各波段的功分器，n为正整数。所述光子数模转换器的输出端连接光学上变频模块的输入端，光学上变频模块的输出端连接光电探测器的输入端，光电探测器的输出端连接n路电功分器的输入端，n路电功分器的每个输出端分别连接一个滤波器，每个滤波器的输出端连接对应功分器的输入端，每个功分器有两个多波段信号输出端，其中多波段信号第一输出端(B输出口)连接发射机射频前端的输入端，多波段信号第二输出端(C输出口)连接光学多波段信号接收模块的参考信号输入端。型号要求：滤波器为带通滤波器，每个滤波器的通带对应一个波段。n路电功分器的工作频段需覆盖整个多波段信号频段。光电探测器的带宽要大于最高信号频率。除此外，该模块中的其余部件均采用常规部件。

图3(b)所示的结构包括1个光子数模转换器、1个光学上变频模块、1个光耦合器、1个光电探测器、1个n路电功分器、n个各波段的滤波器。所述光子数模转换器的输出端连接光学上变频模块的输入端，光学上变频模块的输出端连接光耦合器的输入端，光耦合器的第一输出端(A口)连接光电探测器的输入端，光耦合器的光载多波段信号输出端(包括：1、2……[n/2+1]口)连接光学多波段信号接收模块的参考信号输入端，光电探测器的输出端连接n路电功分器的输入端，n路电功分器的每个输出端连接一个对应的滤波器，每个滤波器的输出段连接发射机射频前端的输入端。型号要求：滤波器为带通滤波器，每个滤波器的通带对应一个波段。n路电功分器的工作频段需覆盖整个多波段信号频段。光电探测器的带宽要大于最高信号频率。除此外，该模块中的其余部件均采用常规部件。

所述光学多波段信号产生模块中的光学上变频模块用于对基带信号进行光学上变频，生成多波段的宽带信号。其有多种实现结构，其中较为典型的一种结构如图4所示，包括1个微波源，1个放大器和1个强度调制器。微波源输出端连接放大器输入端，放大器输出端连接强度调制器的射频输入端，强度调制器的光输入端连接光子数模转换器的输出端，强度调制器的输出端连接光电探测器或光耦合器的输入端。

所述微波光子多波段雷达成像系统中的光学多波段信号接收模块有两种结构，分别如图5(a)和(b)所示。这两种结构分别和光学多波段信号产生模块中的(a)和(b)结构相对应。即当光学多波段信号产生模块为图3(a)结构时，则光学多波段信号接收模块为图5(a)结构，当光学多波段信号产生模块为图3(b)结构时，则光学多波段信号接收模块为图5(b)结构。如图5(a)所示的光学多波段信号接收模块包括1个激光器，1个光耦合器，[n/2+1]个去斜接收单元单元。激光器的输出端连接光耦合器的输入端，用于产生去斜所需要的光源；光耦合器有[n/2+1]个输出端，每个输出端分别连接对应的一个去斜接收单元的输入光口1，去斜接收单元的射频输入口1就是该光学多波段信号接收模块的参考信号输入端，连接光学多波段信号产生模块(图3(a))中每个功分器的多波段信号第二输出端(C₁至C_n输出口)，每个去斜接收单元的射频输入口2就是光学多波段信号接收模块的接收信号输入端，连接接收机射频前端的输出端。去斜接收单元的输出端连接信号采集及处理模块的输入端。所述每个去斜接收单元利用从光学多波段产生模块接收到的多波段信号作为去斜处理的参考信号，对从接收机射频前端接收到的一个或者两个波段回波信号进行去斜处理，生成该波段回波的去斜信号信号并发送至采集及处理模块。

如图5(b)所示的光学多波段信号接收模块包括[n/2+1]个去斜接收单元，每个去斜接收单元的光输入口1就是光学多波段信号接收模块的参考信号输入端，分别连接光学多波段信号产生模块(图3(b))中的光耦合器的1、2……[n/2+1]的光载多波段信号输出端。每个去斜接收单元的射频输入口1不接信号，每个去斜接收单元的射频输入口2就是多波段信号接收模块的接收信号输入端，连接接收机射频前端的输入端。去斜接收单元的输出端连接信号采集及处理模块的输入端。所述每个去斜接收单元利用从光学多波段产生模块接收到的光载多波段信号作为去斜处理的参考信号，对从接收机射频前端接收到的一个或者两个波段回波信号进行去斜处理，生成该波段回波的去斜信号信号并发送至采集及处理模块。

所述光学多波段信号接收模块均采用常规部件。

所述光学多波段信号接收模块中的去斜接收单元结构如图6所示，包括1个双偏振调制器(可采用双偏振双驱动调制器或者双偏振双平行调制器)、1个偏振分束器、2个光电探测器和2个低通滤波器。所述双偏振调制器的射频输入口1指的是各个偏振方向上的调制器的一个射频输入端，而双偏振调制器的射频输入口2则指的是各个偏振方向上的调制器的另一个射频输入端.对应图5(a)所示的光学多波段信号接收模块，双偏振调制器的射频输入口1连接光学多波段信号产生模块(图3(a))中功分器的输出端是多波段信号第二输出端(C₁至C_n输出口)，双偏振调制器的射频输入口2连接接收机射频前端的输入端。双偏振调制器的输入光口1连接光学多波段信号接收模块(图5(a))中的光耦合器的一个输出端。双偏振调制器的输出端连接偏振分束器的输入端，偏振分束器的两个输出端分别连接两个光电探测器的输入端，每个光电探测器的输出端分别连接一个低通滤波器的输入端。每个低通滤波器的输出端连接信号采集及处理模块的输入端。

对应图5(b)所示的光学多波段信号接收模块，双偏振调制器的射频输入口1不接信号，双偏振调制器的射频输入口2连接接收机射频前端的输入端。双偏振调制器的输入光口1连接光学多波段信号产生模块(图3(b))中的光耦合器的一个光载多波段信号输出端(1、2……[n/2+1]光输出端中的一个输出端)。双偏振调制器的输出端连接偏振分束器的输入端，偏振分束器的两个输出端分别连接两个光电探测器的输入端，每个光电探测器的输出端分别连接一个低通滤波器的输入端。每个低通滤波器的输出端连接信号采集及处理模块的输入端。

本发明系统的工作原理如下：

对于采用图3(a)结构的光学多波段信号产生模块和图5(a)结构的光学多波段信号接收模块的系统，工作时，在发射端，光学多波段信号产生模块产生多波段的宽带相参波形，其中，光子数模转换器产生载有基带宽带线性调频波的光信号，基带宽带线性调频波可以表示为

其中i(i＝1,2...n)表示不同波段的基带信号,T_pi是第i个波段的脉冲周期,f_i是第i个波段的基带信号的载波,k_i是第i个波段的线性调频波的啁啾率，A_i是第i个波段的幅度，t指的是时间，j指的是虚部。该光信号经过光学上变频模块后，则可以产生光载的宽带多波段信号，之后光载的宽带多波段信号经过光电探测器拍频后则可以生成电域的宽带多波段信号。电功分器将这个电域的宽带多波段信号分成n路，每路信号分别经过不同波段的滤波器则可以获得不同波段的宽带线性调频波，记为：

其中B_i是第i个波段的幅度，f₁是光学上变频模块内部的微波驱动信号的频率，N_if₁±f_i则是各个波段的中心频率，N_i是一个整数，大小由各个波段的中心频率决定。由于这些多波段信号产生于一个系统，故而具有确定的相位关系，是相参的多波段信号。所有波段的信号都通过对应波段的功分器分成两路，其中一路信号输入到发射机射频前端进行放大后通过发射天线辐射到空中，另外一路送入到光学多波段信号接收模块中的参考信号输入端。在接收端，接收天线接收回波并送至接收机射频前端，接收机射频前端对回波进行放大滤波后输出各个波段的回波信号并发送至光学多波段信号接收模块的接收信号输入端。在光学多波段信号接收模块中，激光器发出激光经过光耦合器进入到[n/2+1]个去斜接收单元，在每个去斜接收单元内，各个波段的参考信号和回波信号分别调制到双偏振调制器的一个偏振方向上，双偏振调制器的输出光信号经过偏振分束器后分成正交的两路信号，每路信号依次经过对应的光电探测器和低通滤波器，最后可以获得各波段回波去斜后的窄带信号并发送至信号采集及处理模块，记为：

其中τ是目标延时。这n个去斜后的窄带信号保持着固定的相位关系，它们由信号采集及处理模块进行采集和处理，之后在不需要进行复杂的相参处理的情况下，通过多波段信号融合算法就可以获得融合高分辨的成像。

对于采用图3(b)结构的光学多波段信号产生模块和图5(b)结构的光学多波段信号接收模块的系统，工作时，在发射端，光学多波段信号产生模块产生多波段的宽带相参波形，其中，光子数模转换器产生载有基带宽带线性调频波的光信号，基带宽带线性调频波可以表示为：

其中i(i＝1,2...n)表示不同波段的基带信号,T_pi是第i个波段的脉冲周期,f_i是第i个波段的基带信号的载波,k_i是第i个波段的线性调频波的啁啾率，A_i是第i个波段的幅度，t指的是时间，j指的是虚部。该光信号经过光学上变频模块后，则可以产生光载多波段光信号并发送至光耦合器，该光载多波段信号被分成[n/2+2]路信号，其中一路信号送入到光电探测器进行拍频。其他[n/2+1]路信号分别作为参考信号送入到去斜接收单元中完成回波信号的去斜处理。拍频后获得的电信号通过电功分器分成n路后分别经过不同波段的滤波器则可以获得不同波段的宽带线性调频波，记为：

其中B_i是第i个波段的幅度，f₁是光学上变频模块内部的微波驱动信号的频率，N_if₁±f_i则是各个波段的中心频率，N_i是一个整数，大小由各个波段的中心频率决定。由于这些多波段信号产生于一个系统，故而具有确定的相位关系，是相参的多波段信号。在接收端，接收天线接收回波并发送至接收机射频前端，接收机射频前端对回波进行放大滤波后输出各个波段的回波信号并发送至光学多波段信号接收模块的接收信号输入端。在光学多波段信号接收模块中，由光学多波段信号产生模块输出的[n/2+1]路光载多波段光信号作为光源分别进入到[n/2+1]个去斜接收单元，在每个去斜接收单元内，双偏振调制器的每个偏振方向的调制器上有两个射频输入口，其中一个不接任何信号，另外一个接一个波段的回波信号，双偏振调制器的输出光信号经过偏振分束器后分成正交的两路信号，每路信号依次经过光电探测器和低通滤波器，则可以获得各波段回波去斜后的窄带信号并发送至信号采集及处理模块，记为：

其中τ是目标延时。这n个去斜后的窄带信号保持着固定的相位关系，它们由信号采集及处理模块进行采集和处理，之后在不需要进行复杂的相参处理的情况下，通过多波段信号融合算法就可以获得融合高分辨的成像。

本实施例提出一种微波光子多波段雷达成像系统，所述光学多波段信号产生模块采用的是图3(a)所示的结构，光学多波段信号接收模块采用的是图5(a)所示的结构，其中的调制器采用的是双偏振双驱动调制器，调制器的偏压设置为0或π。光学多波段信号产生模块产生了带宽1.5GHz的S波段(2-3.5GHz)和带宽3GHz的X波段(8.5-11.5GHz),其波形和时频曲线如图7所示。利用该系统对相距4cm的两金属板进行测距，分别利用S和X波段的数据进行处理可获得S/X波段测距结果，分别如图8(a)、(b)所示，将S和X波段的数据进行融合处理可获得融合的测距结果，如图8(c)所示，可以发现S波段成像无法将两目标分开，而X波段成像上虽然隐约可以看到两个峰，但距离差为7.9cm，与实际距离相参甚大，而融合测距成像结果可清晰地看到两目标，且间距为4.0cm，与实际相符，可见融合成像具有较高的成像分辨力。

Claims (7)

1.一种微波光子多波段雷达成像系统，包括：发射机射频前端、发射天线、接收天线、接收机射频前端，信号采集及处理模块，其特征在于，还包括：光学多波段信号产生模块和光学多波段信号接收模块；在发射端，所述光学多波段信号产生模块分别连接发射机射频前端的输入端和光学多波段信号接收模块的参考信号输入端，分别用于生成多波段信号发送至发射机前端以及生成多波段信号或光载多波段信号发送至光学多波段信号接收模块；发射机射频前端的输出端连接发射天线的输入端；在接收端，接收天线的输出端连接接收机射频前端的输入端，接收机射频前端的输出端连接光学多波段信号接收模块的接收信号输入端；光学多波段信号接收模块的输出端连接信号采集及处理模块的输入端；所述光学多波段信号接收模块利用从光学多波段产生模块接收到的多波段信号或者光载多波段信号作为去斜处理的参考信号，对从接收机射频前端接收到的各波段回波信号进行去斜处理，生成各个波段回波的去斜信号发送至信号采集及处理模块。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学多波段信号产生模块包括：1个光子数模转换器、1个光学上变频模块、1个光电探测器、1个n路电功分器、n个滤波器和n个功分器；所述光子数模转换器的输出端连接光学上变频模块的输入端，光学上变频模块的输出端连接光电探测器的输入端，光电探测器的输出端连接n路电功分器的输入端，n路电功分器的每个输出端分别连接一个滤波器，每个滤波器的输出端连接对应功分器的输入端，每个功分器有两个多波段信号输出端，其中多波段信号第一输出端连接发射机射频前端的输入端，多波段信号第二输出端连接光学多波段信号接收模块的参考信号输入端；

所述光学多波段信号接收模块包括：1个激光器，1个光耦合器和[n/2+1]个去斜接收单元单元；所述激光器的输出端连接光耦合器的输入端，光耦合器有[n/2+1]个输出端，每个输出端分别连接对应的一个去斜接收单元的输入光口，每个去斜接收单元的参考信号输入端分别连接对应光学多波段信号产生模块多波段信号第二输出端，每个去斜接收单元的接收信号输入端连接接收机射频前端的输出端；去斜接收单元的输出端连接信号采集及处理模块的输入端；所述每个去斜接收单元利用从光学多波段产生模块接收到的多波段信号作为去斜处理的参考信号，对从接收机射频前端接收到的波段回波信号进行去斜处理，生成该波段回波的去斜信号并发送至信号采集及处理模块。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学多波段信号产生模块包括：1个光子数模转换器、1个光学上变频模块、1个光耦合器、1个光电探测器、1个n路电功分器和n个滤波器；所述光子数模转换器的输出端连接光学上变频模块的输入端，光学上变频模块的输出端连接光耦合器的输入端，光耦合器的第一输出端连接光电探测器的输入端，光耦合器的光载多波段信号输出端连接光学多波段信号接收模块的参考信号输入端，光电探测器的输出端连接n路电功分器的输入端，n路电功分器的每个输出端连接一个对应的滤波器，每个滤波器的输出段连接发射机射频前端的输入端；

所述光学多波段信号接收模块包括：[n/2+1]个去斜接收单元；每个去斜接收单元的参考信号输入端分别连接光学多波段信号产生模块的光载多波段信号输出端，每个去斜接收单元的接收信号输入端分别连接接收机射频前端的输入端，去斜接收单元的输出端连接信号采集及处理模块；所述每个去斜接收单元利用从光学多波段产生模块接收到的光载多波段信号作为去斜处理的参考信号，对从接收机射频前端接收到的波段回波信号进行去斜处理，生成该波段回波的去斜信号并发送至信号采集及处理模块。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述去斜接收单元包括：1个双偏振调制器、1个偏振分束器、2个光电探测器和2个低通滤波器；所述双偏振调制器的射频输入口1连接光学多波段信号产生模块的第二输出端；双偏振调制器的射频输入口2连接接收机射频前端的输入端；双偏振调制器的输入光口1连接光学多波段信号接收模块的光耦合器的一个输出端，双偏振调制器的输出端连接偏振分束器的输入端，偏振分束器的两个输出端分别连接两个光电探测器的输入端，每个光电探测器的输出端分别连接一个低通滤波器的输入端，每个低通滤波器的输出端连接信号采集及处理模块的输入端。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述去斜接收单元包括：包括1个双偏振调制器、1个偏振分束器、2个光电探测器和2个低通滤波器；所述双偏振调制器的射频输入口2连接接收机射频前端的输入端，双偏振调制器的输入光口1连接光学多波段信号产生模块的光载多波段信号输出端；双偏振调制器的输出端连接偏振分束器的输入端，偏振分束器的两个输出端分别连接两个光电探测器的输入端，每个光电探测器的输出端分别连接一个低通滤波器的输入端，每个低通滤波器的输出端连接信号采集及处理模块的输入端。

6.一种基于如权利要求4所述系统的微波光子多波段雷达成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在发射端，光学多波段信号产生模块的光子数模转换器产生载有基带宽带线性调频波的光信号，基带宽带线性调频波表达式如下：

其中i＝1、2...、n表示不同波段的基带信号,是第i个波段的脉冲周期,f_i是第i个波段的基带信号的载波,k_i是第i个波段的线性调频波的啁啾率，A_i是第i个波段的幅度，t指的是时间，j指的是虚部；

2)将步骤1)产生的信号发送至光学上变频模块，产生光载的宽带多波段信号；

3)将光载的宽带多波段信号经过光电探测器拍频后生成电域的宽带多波段信号，并通过电功分器将电域的宽带多波段信号分成n路，每路信号分别经过不同波段的滤波器获得不同波段的宽带线性调频波，记为：

其中B_i是第i个波段的幅度，f₁是光学上变频模块内部的微波驱动信号的频率，N_if₁±f_i是各个波段的中心频率，N_i是整数；

4)将步骤3)得到的不同波段的宽带线性调频波通过对应波段的功分器分成两路，其中一路信号输入到发射机射频前端进行放大后通过发射天线辐射到空中，另外一路送入光学多波段信号接收模块中的参考信号输入端；

5)在接收端，接收天线接收回波信号并送至接收机射频前端，接收机射频前端对回波信号进行放大滤波后输出各个波段的回波信号并发送至光学多波段信号接收模块的接收信号输入端；

6)在光学多波段信号接收模块中，激光器发出激光经过光耦合器进入到[n/2+1]个去斜接收单元，在每个去斜接收单元内，各个波段的参考信号和回波信号分别调制到双偏振调制器的一个偏振方向上，双偏振调制器的输出光信号经过偏振分束器后分成正交的两路信号，每路信号依次经过对应的光电探测器和低通滤波器，最后获得各波段回波去斜后的窄带信号并发送至信号采集及处理模块，记为：

其中τ是目标延时；

7)信号采集及处理模块对各波段回波去斜后的窄带信号进行处理，通过多波段信号融合算法将各个波段的数据进行融合处理获得成像。

7.一种基于如权利要求5所述系统的微波光子多波段雷达成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在发射端，光学多波段信号产生模块的光子数模转换器产生载有基带宽带线性调频波的光信号，宽带基带线性调频波表达式如下：

其中i＝1、2...、n表示不同波段的基带信号,是第i个波段的脉冲周期,f_i是第i个波段的基带信号的载波,k_i是第i个波段的线性调频波的啁啾率，A_i是第i个波段的幅度，t指的是时间，j指的是虚部；

2)将步骤1)产生的信号发送至光学上变频模块，产生光载多波段信号并发送至光耦合器；

3)光耦合器将接收到的光载多波段信号分成[n/2+2]路信号，其中一路信号送入到光电探测器进行拍频得到对应的电信号，其他[n/2+1]路信号分别作为参考信号送入到光学多波段信号接收模块中对应的去斜接收单元中完成回波信号的去斜处理；

4)经过光电探测器拍频得到的电信号通过电功分器分成n路后分别经过不同波段的滤波器获得不同波段的宽带线性调频波，记为：

其中B_i是第i个波段的幅度，f₁是光学上变频模块内部的微波驱动信号的频率，N_if₁±f_i是各个波段的中心频率，N_i是整数；

4)所有波段的信号通过发射天线辐射到空中；

5)在接收端，接收天线接收回波信号并发送至接收机射频前端，接收机射频前端对回波信号进行放大滤波后输出各个波段的回波信号并发送至光学多波段信号接收模块的接收信号输入端；

6)在光学多波段信号接收模块中，由光学多波段信号产生模块输出的[n/2+1]路光载多波段信号作为光源分别进入到[n/2+1]个去斜接收单元，在每个去斜接收单元内，双偏振调制器的每个偏振方向的调制器上有两个射频输入口，其中一个不接任何信号，另外一个接收对应波段的回波信号，双偏振调制器的输出光信号经过偏振分束器后分成正交的两路信号，每路信号依次经过光电探测器和低通滤波器，获得各波段回波去斜后的窄带信号并发送至信号采集及处理模块，记为：

其中τ是目标延时；

7)信号采集及处理模块对各波段回波去斜后的窄带信号进行处理，通过多波段信号融合算法将各个波段的数据进行融合处理获得成像。