CN110289931A - 基于微波光子信道化的射频存储方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于微波光子信道化的射频存储方法。本发明通过以下方法将侦察到的宽带信号信道化为多个窄带的中频信号：将宽带雷达信号载波抑制单边带调制于具有N个梳齿的第一光频梳信号；然后将第一光频梳调制信号和具有N个梳齿的第二光频梳信号分别按照梳齿数划分为N个独立的通道输出，第一、第二光频梳信号的梳齿间隔分别为f₁、(f₁+f_m)且两者相互锁定；将第一光频梳调制信号与第二光频梳信号的第n个输出通道信号分别进行光子镜频抑制混频，并变换到中频波段，得到第n个输出通道信道化的窄带信号。本发明还公开一种基于微波光子信道化的射频存储装置。本发明可实现大带宽、多波段、可重构的射频信号的存储、重构、调制、转发等功能。

Description

基于微波光子信道化的射频存储方法及装置

技术领域

本发明涉及电子频谱侦察和干扰技术领域，尤其涉及一种射频存储方法及装置。

背景技术

射频存储器作为电子干扰系统的关键部件，具有对射频信号进行存储、调制、整合、重发的功能，主要是根据截获到的宽带射频信号重构出一个干扰信号，以产生虚假目标欺骗或干扰对方侦察系统。典型的射频存储器系统如图1所示，主要包括：下变频器、模数转换器(ADC)、存储器、数字信号处理、数模转换器(DAC)、上变频器以及系统控制器。首先通过下变频器将截获的宽带射频信号下变频至中频波段，以满足ADC的采样需求，然后通过ADC对其进行采样、量化与编码，并存储到存储器中，当需要进行干扰时，从存储器中读取数字信息，并经过延时、调制等数字信号处理，接着经由DAC变换到模拟域，并通过上变频器变换到目标波段，最后进行发射。射频存储技术大大提高了系统的对抗能力，具有编程性和灵活性，为干扰不同制式雷达以及侦察系统等提供了良好的方法和手段。

但随着现代雷达不断向着多波段、可重构、高精度的方向发展，给传统的射频存储技术带来了严重挑战，特别是其工作带宽以及瞬时带宽都难以应对多波段、大带宽雷达系统。比如，目前高精度雷达的瞬时带宽已达到上10GHz(潘时龙,张方正，叶星炜，高彬栋，郭清水.基于微波光子技术的实时高分辨雷达成像[J].上海航天,2018,35(6):43-50.)，多波段雷达也被相继提出(Scotti F,Laghezza F,Ghelfi P,et al.Multi-band software-defined coherent radar based on a single photonic transceiver[J].IEEETransactions on Microwave Theory and Techniques,2015,63(2):546-552.)，但是目前DRFM受限于电子硬件水平，所能处理的典型瞬时带宽只有几百MHz，工作频率不超过十几GHz，尽管少数处理瞬时带宽能到2GHz，仍然无法与高速增长的雷达带宽以及不断扩展的雷达工作波段相比拟。

针对这种信号带宽过大而硬件水平无法满足的情况，多种解决方案被提出。第一种是基于欠采样的射频存储技术，即以低于信号最高频率的两倍来对其进行采样，以减小对A/D转换的要求，但由于需要采用解频率模糊的方法来恢复真实信号，导致其工程实现难度太大，特别是超宽频段的解频率模糊更是难以实现。第二种是基于双线性chirp变换的射频存储技术，即先通过去斜变换将宽带雷达信号变为窄带信号，从而降低处理带宽，满足后端硬件需求，然而由于需要构建chirp的本振源，需要先验的侦察参考信息导入，所以对雷达信号调制参数的精确截获与测量提出了较高要求，并且这种干扰方式只能针对使用线性调频信号的脉冲压缩雷达，应用场景受限。

为了应对上述挑战，第三种基于信道化的射频存储技术被广泛提出。即通过多路并行的射频存储器对宽带信号的每一部分进行分别处理，以满足覆盖频率范围广、处理瞬时带宽大的要求。其典型结构如图2所示，基本原理是将接收到的一个大带宽的雷达信号通过不同的本振信号变频，然后经由一组电滤波器分成多个窄带信号，然后对每一个窄带信号进行下变频，以适应数字射频存储器(DRFM)所能工作的频率以及瞬时带宽。在DRFM中，输入的模拟信号将首先被转化为数字信号，然后在数字域对信号进行存储、调制以及重构，接着再次变换到模拟域，最后重构出的多个窄带模拟干扰信号再经由同一个本振上变频至射频波段，并且拼接成一个大的瞬时带宽的信号进行发射。但是受限于传统电子器件的处理带宽、以及工作频率，基于电子方法的信道化仍然存在工作带宽受限问题(只有十几GHz)。并且工作带宽的扩展需要依赖器件数量的增加，比如多套电滤波器、多套电混频器等，这些都会严重增加系统的体积、功耗，而且还会带来相邻通道间电磁干扰。另外，由于电子器件的频率响应固定，重构时往往需要改变硬件设备，导致结构复杂难以调控。比如，基于这种方式构建的电子多波段DRFM系统，如图3所示，仍然只有几百兆赫兹的瞬时带宽和10GHz的工作范围，并且频率固定不可调谐(Ajinkya Kale,et al.Wideband channelized sub-sampling transceiver for digital RF memory based electronic attack system[J].Aerospace Science and Technology,2016,51:34–41)。

由于光子技术具有大带宽、低损耗、可重构以及抗电磁干扰的优势，近年来，光子技术也被引入到射频存储器中，但是目前在基于光子技术的射频存储器方面仅有存储等单项功能的报道，无信号调制、重构以及重发等其他必要功能。其中的一个典型结构如图4所示(Nguyen T A,Chan E H W,Minasian R A.Photonic radio frequency memory usingfrequency shifting recirculating delay line structure[J].Journal of LightwaveTechnology,2014,32(1):99-106.)。其直接将接收到的射频信号调制到光域，并在光域的循环延时环中实现射频信号的存储，避免了数字器件的带宽限制。但是受限于环内功率的限制，其存储的时间有限，只有μs量级，并且不能实现复杂的信号调制、重构和重发等，比如为模拟假动态目标所需的多普勒频移调制等，导致其应用空间受限。

由上可知，目前基于电子信道化的射频存储技术是在数字域进行信号的存储、调制、重构，因此信号重构具有较大灵活性，但是其需要多套模拟上下变频系统的辅助，导致其工作带宽大大受限、接收系统的可重构性差；而基于光子技术目前仅能实现存储功能，无信号调制、信号重构和信号重发等其他必要功能。

随着未来雷达系统向着大带宽、多波段、可重构的方向发展，且雷达抗干扰技术和性能的不断提升，电子干扰系统中的射频存储技术将面临着带宽受限、灵活性差等多重挑战。因此，亟待引进一种新技术实现射频存储技术的跨越式发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种基于微波光子信道化的射频存储方法，可实现大带宽、多波段、可重构的射频信号的存储、重构、调制、转发等功能。

本发明技术方案具体如下：

一种基于微波光子信道化的射频存储方法，将截获到的宽带射频信号信道化为多个窄带的中频信号，然后对这些中频信号进行采样、存储、调制以及重构，最后将重构的信号上变频至目标波段后整合转发；具体通过以下方法将宽带雷达信号信道化为多个窄带的中频信号：将所述截获的宽带信号载波抑制单边带调制于具有N个梳齿的第一光频梳信号，得到第一光频梳调制信号；然后将第一光频梳调制信号和具有N个梳齿的第二光频梳信号分别按照梳齿数划分为N个独立的通道输出，所述第一光频梳信号与第二光频梳信号的梳齿间隔分别为f₁、(f₁+f_m)且两者相互锁定；将第一光频梳调制信号的第n个输出通道信号与第二光频梳信号的第n个输出通道信号进行光子镜频抑制混频，并变换到中频波段，得到第n个输出通道信道化的窄带信号，n＝1，2，…，N。

进一步优选地，具体通过以下方法将重构的信号上变频至目标波段后整合转发：将第n个信道的重构信号载波抑制单边带调制于第二光频梳信号的第n根梳齿，得到光载重构信号；将第n个信道的光载重构信号与第一光频梳信号的第n根梳齿耦合后光电转换为电信号，n＝1，2，…，N；最后将得到的N个电信号耦合为一路后进行转发。

优选地，所述第一光频梳信号和第二光频梳信号的生成方法具体如下：首先用第一光频梳模块生成梳齿数为N，梳齿间隔为f₁的第一光频梳信号；然后以第一光频梳信号的其中一根梳齿作为载波，或者以第一光频梳信号注入DFB激光器的情况下DFB激光器的输出信号作为载波，利用第二光频梳模块生成梳齿数为N，梳齿间隔为(f₁+f_m)的第二光频梳信号。

优选地，分别使用可编程光处理器或波分复用器将第一光频梳调制信号和第二光频梳信号划分为N个独立的通道输出。

更进一步优选地，所述可编程光处理器为基于微环阵列构建的可编程光滤波器，或为基于液晶矩阵的可编程光滤波器。

根据相同的发明思路还可以得到以下技术方案：

一种基于微波光子信道化的射频存储装置，包括用于将截获的宽带信号信道化为多个窄带的中频信号并对这些中频信号进行采样、存储、调制以及重构的信号存储和调制模块，以及用于将重构信号上变频至目标波段后整合转发的信号整合和重发模块；所述射频存储装置还包括多频光本振模块，用于生成梳齿数为N，梳齿间隔分别为f₁、(f₁+f_m)且两者相互锁定的第一光频梳信号、第二光频梳信号；所述信号存储和调制模块为基于微波光子信道化的信号存储和调制模块，其包括：

载波抑制单边带调制器，用于将所述截获的宽带信号载波抑制单边带调制于第一光频梳信号，得到第一光频梳调制信号；

光处理模块，用于将第一光频梳调制信号和第二光频梳信号分别按照梳齿数划分为N个独立的通道输出；

光子镜频抑制混频模块，用于将第一光频梳调制信号的第n个输出通道信号与第二光频梳信号的第n个输出通道信号进行光子镜频抑制混频，并变换到中频波段，得到第n个输出通道信道化的窄带信号，n＝1，2，…，N；

数字射频存储模块，用于对所述N个信道化的窄带信号进行采样、存储、调制以及重构。

进一步优选地，所述信号整合和重发模块为基于微波光子信道化的信号整合和重发模块，其包括：

N个载波抑制单边带调制器，用于将第n个信道的重构信号载波抑制单边带调制于第二光频梳信号的第n根梳齿，得到光载重构信号；

N个光电探测器，用于将第n个信道的光载重构信号与第一光频梳信号的第n根梳齿耦合后光电转换为电信号，n＝1，2，…，N；

N路合路器，用于将得到的N个电信号耦合为一路后进行转发。

优选地，所述多频光本振模块包括：

第一光频梳模块，用于生成梳齿数为N，梳齿间隔为f₁的第一光频梳信号；

第二光频梳模块，用于以第一光频梳信号的其中一根梳齿作为载波，或者以第一光频梳信号注入DFB激光器的情况下DFB激光器的输出信号作为载波，生成梳齿数为N，梳齿间隔为(f₁+f_m)的第二光频梳信号。

优选地，所述光处理模块为两个可编程光处理器或两个波分复用器。

更进一步优选地，所述可编程光处理器为基于微环阵列构建的可编程光滤波器，或为基于液晶矩阵的可编程光滤波器。

相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：

1、相比基于传统电子技术的射频存储器，本发明通过引入微波光子信道化技术，有效地增加了系统的工作带宽，并且重构不需要改变系统的硬件，有效提高了系统的灵活性。

2、相比现有光子辅助的射频存储技术，本发明不仅具有存储功能，更具有调制、重构、转发等面向电子侦察和干扰等应用的射频存储器必备功能，提出了基于光子技术的射频存储方案和装置。

3、本发明仅用一套微波光子系统，就可实现同时多波段、多种形式信号的存储、调制、重构和转发，实现复杂电磁环境下的面向多目标的电子侦察和干扰同时干扰。

附图说明

图1为典型的射频存储系统架构框图；

图2为基于信道化的射频存储系统架构框图；

图3为一种基于电类信道化射频存储技术的多波段电子干扰系统示例；

图4为一种光子射频存储技术的系统示意图；

图5为本发明基于微波光子信道化的射频存储装置的架构示意图；

图6为本发明基于微波光子信道化的射频存储装置的第一个具体实施例；

图7为本发明基于微波光子信道化的射频存储系统架构的第二个具体实施例；

图8给出了在实施例2情况下，多频光本振模块所产生的三根梳齿的信号光频梳1(实线)以及本振光频梳2(虚线)的光谱图；其中信号光频梳1的梳齿间隔为33GHz，本振光频梳的梳齿间隔为25GHz，这对双频梳的第一根梳齿的频率相差10.6GHz；

图9a～图9c分别给出了在实施例2情况下，X波段(11.1-11.5GHz的线性调频信号)、K波段(19.1-19.5GHz的线性调频信号)、Ka波段(27.1-27.5GHz的线性调频信号)的雷达信号分别通过载波抑制单边带调制加载在信号光频梳1前(实线)后(虚线)的光谱图；

图10给出了在实施例2情况下，X波段信号经过微波光子信道化下变频后输出的0.5-0.9GHz的线性调频信号的频谱图；

图11给出了在实施例2情况下，X波段信号信道化后的0.5-0.9GHz的线性调频信号进入DRFM(1μs的延时被加入)前后的波形图；

图12给出了在实施例2情况下，X波段信号经过本发明基于微波光子信道化的射频存储干扰系统后，重构出的一个经过1μs延时的假目标信号(11.1-11.5GHz的线性调频信号)的频谱图；

图13给出了在实施例2情况下，X波段信号经过本发明基于微波光子信道化的射频存储干扰系统介绍一个1μs延时后，重新返回到雷达接收机，在雷达接收机端显示的雷达发射信号与回波信号的互相关结果图；

图14给出了在实施例2情况下，K波段信号经过本发明的基于微波光子信道化的射频存储干扰系统介绍一个0.5μs后，重新返回到雷达接收机后，在雷达接收机端显示的雷达发射信号与回波信号的互相关结果图；

图15给出了在实施例2情况下，Ka波段信号经过本发明的基于微波光子信道化的射频存储干扰系统同时介绍一个0.55μs以及1μs延时后，重新返回到雷达接收机，在雷达接收机端显示的雷达发射信号与回波信号的互相关结果图。

具体实施方式

针对现有技术不足本发明的发明思路是将微波光子信道化方法引入射频存储技术，具体是先通过以下方法将宽带雷达信号信道化为多个窄带的中频信号：将所述截获的宽带信号载波抑制单边带调制于具有N个梳齿的第一光频梳信号，得到第一光频梳调制信号；然后将第一光频梳调制信号和具有N个梳齿的第二光频梳信号分别按照梳齿数划分为N个独立的通道输出，所述第一光频梳信号与第二光频梳信号的梳齿间隔分别为f₁、(f₁+f_m)且两者相互锁定；将第一光频梳调制信号的第n个输出通道信号与第二光频梳信号的第n个输出通道信号进行光子镜频抑制混频，并变换到中频波段，得到第n个输出通道信道化的窄带信号，n＝1，2，…，N；然后这些中频信号进行采样、存储、调制以及重构；最后将重构的信号上变频至目标波段后整合转发。

更进一步地，通过以下方法将重构的信号上变频至目标波段后整合转发：将第n个信道的重构信号载波抑制单边带调制于第二光频梳信号的第n根梳齿，得到光载重构信号；将第n个信道的光载重构信号与第一光频梳信号的第n根梳齿耦合后光电转换为电信号，n＝1，2，…，N；最后将得到的N个电信号耦合为一路后进行转发。

优选地，所述第一光频梳信号和第二光频梳信号的生成方法具体如下：首先用第一光频梳模块生成梳齿数为N，梳齿间隔为f₁的第一光频梳信号；然后以第一光频梳信号的其中一根梳齿作为载波，或者以第一光频梳信号注入DFB激光器的情况下DFB激光器的输出信号作为载波，利用第二光频梳模块生成梳齿数为N，梳齿间隔为(f₁+f_m)的第二光频梳信号。

优选地，分别使用可编程光处理器或波分复用器将第一光频梳调制信号和第二光频梳信号划分为N个独立的通道输出。

图5显示了本发明基于微波光子信道化的射频存储装置的基本架构，如图5所示，该射频存储装置包括基于微波光子信道化的信号存储和调制模块、基于微波光子信道化的信号整合和重发模块、多频光本振模块。

其中，多频光本振模块用于生成梳齿数为N，梳齿间隔分别为f₁、(f₁+f_m)且两者相互锁定的第一光频梳信号、第二光频梳信号。如图5所示，多频光本振模块包括光频梳模块1和光频梳模块2，光频梳模块1用于生成梳齿数为N，梳齿间隔为f₁的第一光频梳信号；光频梳模块2以第一光频梳信号的其中一根梳齿作为载波，生成梳齿数为N，梳齿间隔为(f₁+f_m)的第二光频梳信号。

基于微波光子信道化的信号存储和调制模块包括：载波抑制单边带调制器、由两个可编程光处理器组成的光处理模块、光子镜频抑制混频模块、由N个数字射频存储器(DRFM₁～DRFM_N)组成的数字射频存储模块。如图5所示，载波抑制单边带调制器将截获的宽带雷达信号载波抑制单边带调制于第一光频梳信号，得到第一光频梳调制信号；两个可编程光处理器将第一光频梳调制信号和第二光频梳信号分别按照梳齿数划分为N个独立的通道输出；光子镜频抑制混频模块将第一光频梳调制信号的第n个输出通道信号与第二光频梳信号的第n个输出通道信号进行光子镜频抑制混频，并变换到中频波段，得到第n个输出通道信道化的窄带信号，n＝1，2，…，N；DRFM₁～DRFM_N对所述N个信道化的窄带信号进行采样、存储、调制以及重构。

基于微波光子信道化的信号整合和重发模块包括：N个载波抑制单边带调制器、N个光电探测器、N路合路器。如图5所示，N个载波抑制单边带调制器将第n个信道的重构信号载波抑制单边带调制于第二光频梳信号的第n根梳齿，得到光载重构信号；N个光电探测器将第n个信道的光载重构信号与第一光频梳信号的第n根梳齿耦合后光电转换为电信号，n＝1，2，…，N；N路合路器将得到的N个电信号耦合为一路后进行转发。

为了便于公众理解，下面通过两个具体实施例来对本发明的技术方案进行进一步详细说明：

实施例1、

如图6所示，本实例所用的多频光本振模块是基于锁模激光器和光频梳产生器来实现。首先锁模激光器产生一组重复频率为f₁、梳齿数为N的光频梳1，作为信号光频梳，假设第一根梳齿的频率为f₀，则第n根梳齿的频率表示为f₀+(n-1)f₁，(n＝1,2……，N)；然后将产生的光频梳1注入到DFB(Distributed Feedback Laser，分布式反馈激光器)中，此时DFB激光器中和光频梳1某个梳齿频率临近的模式将被选择输出，以该模式信号为光载波，送入到光频梳产生器中产生另一组光频梳2，即可实现两个光频梳的锁定。所产生的光频梳2重复频率为f₁+f_m、梳齿数同样为N，被作为本振光梳，假设第一根本振梳齿的频率为f₀+Δf，则第n根本振梳齿的频率表示为f₀+Δf+(n-1)(f₁+f_m)，(n＝1,2……，N)。

在基于微波光子信道化的信号存储和调制模块中，将截获到的宽带信号f_R通过载波抑制单边带调制复制到光频梳1的一侧，以获得N份光载雷达信号的复制品，第n份光载雷达信号的复制品频率可表示f₀+(n-1)f₁+f_R，接着将加载了宽带雷达信号的光频梳1经由基于液晶矩阵的可编程光处理器分成N份。同样，另一组光频梳2也经由另一个基于液晶矩阵的可编程光处理器分成N份。然后将可编程光处理器选择的第n份光载雷达信号的复制信号f₀+(n-1)f₁+f_R输入到第n个光子镜频抑制混频模块中的90度光耦合器的信号端口，而第n根本振光梳f₀+Δf+(n-1)(f₁+f_m)输入到同一个90度光耦合器的本振端口。然后90度光耦合器的一对正交输出分别经过光电探测器转换为电信号，随后通过90度微波电桥正交耦合输出。此时，第n个信道输出的电信号为所选择的第n份光载雷达信号的复制信号以及第n根本振光梳的拍频信号。该过程实际上实现了镜频抑制混频，即仅取出光频梳2的本振梳齿一侧的宽带雷达信号，而另一侧信号处于镜频位置，被有效抑制，从而避免了与待提取信号的混叠。接着利用一个带宽为R_B(所需要实现的信道带宽)的带通滤波器选出R_B范围内的电信号，从而在多频段宽带信号的镜频抑制混频的基础上，实现了信道化。信道化之后的各窄带信号分别经过相应的DRFM，先被模数转换器变换为数字信号，然后在数字域进行存储、调制以及重构，最终被数模转换器再次变换为模拟信号。

在基于微波光子技术的信号整合和重发模块中，首先通过载波抑制单边带调制器将DRFM输出的第n通道的重构信号f_Ln调制到第n根光频梳2的本振梳齿上，得到光载信号f₀+Δf+(n-1)(f₁+f_m)-f_Ln，(n＝1,2……，N)。另外，将由可编程光处理器选出的光频梳1的第n根梳齿f₀+(n-1)f₁，(n＝1,2……，N)与第n根光载信号f₀+Δf+(n-1)(f₁+f_m)-f_Ln，(n＝1,2……，N)耦合到一起，送入到光电探测器中，实现重构信号的上变频，由此，第n通道输出的射频电信号即为Δf+(n-1)f_m-f_Ln(n＝1,2……，N)。最终，将所有通道的电信号通过电的N路合路器耦合到一起，即产生了针对宽带雷达信号的干扰信号。

由于该系统的重构只需改变两组光频梳的梳齿间隔f₁、f₁+f_m，以及可编程光处理器的通道间隔，即可实现多波段信号的灵活切换，以及全微波频段的信号处理，大大提高的系统的可重构性以及工作带宽。另外，通过可编程光处理器对多频光本振模块进行灵活的选择以及操控，就可以实现宽带信号的可重构接收与转发，通过DRFM引入数字操控的延时、调制，就可以实现针对目标的多种欺骗式干扰。最终达到针对多波段、大带宽、可重构信号的灵活干扰。

实施例2、

本实施例所用的多频光本振模块是基于两个光频梳产生器来实现。首先激光器产生的单频光注入到光频梳调制器1的光输入端，频率为f₁的射频信号注入到光频梳调制器1的射频输入端，从而产生一组梳齿数为N，梳齿间隔为f₁的光频梳1；然后光频梳1经过光滤波器选择其中的一个梳齿，注入到光频梳产生器2的光输入端，实现两个光频梳的相互锁定；频率为(f₁+f_m)的射频信号注入到光频梳产生器2的射频端，光频率梳产生器2输出梳齿数为N，自由频谱宽度为(f₁+f_m)的光频梳2。系统其余部分的结构及原理均与实施例1相同，此处不再赘述。

图8给出了在实施例2情况下，多频光本振模块所产生的三根梳齿的信号光频梳1(实线)以及本振光频梳2(虚线)的光谱图。其中信号光频梳1的梳齿间隔为33GHz，本振光频梳的梳齿间隔为25GHz，这对双频梳的第一根梳齿的频率相差10.6GHz。

图9a～图9c分别给出了在实施例2情况下，X波段(11.1-11.5GHz的线性调频信号)、K波段(19.1-19.5GHz的线性调频信号)、Ka波段(27.1-27.5GHz的线性调频信号)的雷达信号分别通过载波抑制单边带调制加载在信号光频梳1前、后的光谱图；其中实线为未加载信号的光频梳1，虚线为加载了信号后的信号光梳。

图10给出了在实施例2情况下，X波段信号经过微波光子信道化下变频后输出的0.5-0.9GHz的线性调频信号的频谱图。

图11给出了在实施例2情况下，X波段信号信道化后的0.5-0.9GHz的线性调频信号进入DRFM前后的波形图。此时，在DRFM中，一个1μs的延时被加入到输入信号中。

图12给出了在实施例2情况下，X波段信号经过本发明基于微波光子信道化的射频存储干扰系统后，重构出的一个经过1μs的延时的假目标信号(11.1-11.5GHz的线性调频信号)的频谱图。

图13给出了在实施例2情况下，X波段信号经过本发明基于微波光子信道化的射频存储干扰系统介绍一个1μs后，重新返回到雷达接收机，在雷达接收机端显示的雷达发射信号与回波信号的互相关结果图。该结果表明在τ＝1.01μs延时处出现了一个峰值，这意味着在τc/2＝151.5m(c为光速)处成功出现假目标。

图14给出了在实施例2情况下，K波段信号经过本发明基于微波光子信道化的射频存储干扰系统介绍一个0.5μs后，重新返回到雷达接收机后，在雷达接收机端显示的雷达发射信号与回波信号的互相关结果图。该结果表明在τ＝0.518μs延时处出现了一个峰值，这意味着在τc/2＝77.7m(c为光速)处成功出现假目标。

图15给出了在实施例2情况下，Ka波段信号经过本发明基于微波光子信道化的射频存储干扰系统同时介绍一个0.55μs以及1μs延时后，重新返回到雷达接收机，在雷达接收机端显示的雷达发射信号与回波信号的互相关结果图。该结果表明在τ＝0.5533μs与τ＝1.038μs处各自出现了一个峰值，这意味着在82.99m与155.7m处成功出现了两个假目标。

综上可知，本发明所提供的基于微波光子信道化射频存储干扰系统，具有大的工作带宽，并且能同时针对多波段目标信号进行信号存储、调制、重构、转发，而且重构只需改变双光频梳的频率间隔以及可编程光处理器的信道划分，有效解决了目前基于射频存储技术的电子侦察和干扰系统面临的带宽受限、体积功耗大、灵活性弱等问题。本发明技术方案对电子侦察与干扰等射频系统应用具有重要意义。

Claims (10)

1.一种基于微波光子信道化的射频存储方法，将截获到的宽带信号信道化为多个窄带的中频信号，然后对这些中频信号进行采样、存储、调制以及重构，最后将重构的信号上变频至目标波段后整合转发；其特征在于，具体通过以下方法将截获的宽带信号信道化为多个窄带的中频信号：将所述截获的宽带信号载波抑制单边带调制于具有N个梳齿的第一光频梳信号，得到第一光频梳调制信号；然后将第一光频梳调制信号和具有N个梳齿的第二光频梳信号分别按照梳齿数划分为N个独立的通道输出，所述第一光频梳信号与第二光频梳信号的梳齿间隔分别为f₁、(f₁+f_m)且两者相互锁定；将第一光频梳调制信号的第n个输出通道信号与第二光频梳信号的第n个输出通道信号进行光子镜频抑制混频，并变换到中频波段，得到第n个输出通道信道化的窄带信号，n＝1，2，…，N。

2.如权利要求1所述射频存储方法，其特征在于，具体通过以下方法将重构的信号上变频至目标波段后整合转发：将第n个信道的重构信号载波抑制单边带调制于第二光频梳信号的第n根梳齿，得到光载重构信号；将第n个信道的光载重构信号与第一光频梳信号的第n根梳齿耦合后光电转换为电信号，n＝1，2，…，N；最后将得到的N个电信号耦合为一路后进行转发。

3.如权利要求1或2所述射频存储方法，其特征在于，所述第一光频梳信号和第二光频梳信号的生成方法具体如下：首先用第一光频梳模块生成梳齿数为N，梳齿间隔为f₁的第一光频梳信号；然后以第一光频梳信号的其中一根梳齿作为载波，或者以第一光频梳信号注入DFB激光器的情况下DFB激光器的输出信号作为载波，利用第二光频梳模块生成梳齿数为N，梳齿间隔为(f₁+f_m)的第二光频梳信号。

4.如权利要求1或2所述射频存储方法，其特征在于，分别使用可编程光处理器或波分复用器将第一光频梳调制信号和第二光频梳信号划分为N个独立的通道输出。

5.如权利要求4所述射频存储方法，其特征在于，所述可编程光处理器为基于微环阵列构建的可编程光滤波器，或为基于液晶矩阵的可编程光滤波器。

6.一种基于微波光子信道化的射频存储装置，包括用于将截获到的宽带信号信道化为多个窄带的中频信号并对这些中频信号进行采样、存储、调制以及重构的信号存储和调制模块，以及用于将重构的信号上变频至目标波段后整合转发的信号整合和重发模块；其特征在于，所述射频存储装置还包括多频光本振模块，用于生成梳齿数为N，梳齿间隔分别为f₁、(f₁+f_m)且两者相互锁定的第一光频梳信号、第二光频梳信号；所述信号存储和调制模块为基于微波光子信道化的信号存储和调制模块，其包括：

载波抑制单边带调制器，用于将所述截获的宽带信号载波抑制单边带调制于第一光频梳信号，得到第一光频梳调制信号；

光处理模块，用于将第一光频梳调制信号和第二光频梳信号分别按照梳齿数划分为N个独立的通道输出；

光子镜频抑制混频模块，用于将第一光频梳调制信号的第n个输出通道信号与第二光频梳信号的第n个输出通道信号进行光子镜频抑制混频，并变换到中频波段，得到第n个输出通道信道化的窄带信号，n＝1，2，…，N；

数字射频存储模块，用于对所述N个信道化的窄带信号进行采样、存储、调制以及重构。

7.如权利要求6所述射频存储装置，其特征在于，所述信号整合和重发模块为基于微波光子信道化的信号整合和重发模块，其包括：

N个载波抑制单边带调制器，用于将第n个信道的重构信号载波抑制单边带调制于第二光频梳信号的第n根梳齿，得到光载重构信号；

N个光电探测器，用于将第n个信道的光载重构信号与第一光频梳信号的第n根梳齿耦合后光电转换为电信号，n＝1，2，…，N；

N路合路器，用于将得到的N个电信号耦合为一路后进行转发。

8.如权利要求6或7所述射频存储装置，其特征在于，所述多频光本振模块包括：

第一光频梳模块，用于生成梳齿数为N，梳齿间隔为f₁的第一光频梳信号；

第二光频梳模块，用于以第一光频梳信号的其中一根梳齿作为载波，或者以第一光频梳信号注入DFB激光器的情况下DFB激光器的输出信号作为载波，生成梳齿数为N，梳齿间隔为(f₁+f_m)的第二光频梳信号。

9.如权利要求6或7所述射频存储装置，其特征在于，所述光处理模块为两个可编程光处理器或两个波分复用器。

10.如权利要求9所述射频存储装置，其特征在于，所述可编程光处理器为基于微环阵列构建的可编程光滤波器，或为基于液晶矩阵的可编程光滤波器。