CN111830496A - 基于多通道时分去斜接收的微波光子雷达成像系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种微波光子雷达信号接收模块，包括光参考信号产生单元、多通道延时单元和至少一个去斜处理单元；其中，所述光参考信号产生单元输出的信号由一根光纤传送到所述多通道延时单元中；所述多通道延时单元的每一路光纤延时线直接把延时后的光信号分别输出到一路所述去斜处理单元中进行去斜及后续算法处理。本发明还公开了一种基于多通道时分去斜接收的微波光子雷达成像方法。本发明利用光纤传输的低损耗特性，借助光子学技术对周期重复的参考信号进行多路复制与延时，在保证信号相干性的同时实现在一个接收时间窗口内形成多个有效去斜处理时间窗口，利用有限的硬件资源极大地扩展了基于去斜接收技术的微波光子雷达的探测幅宽。

Description

基于多通道时分去斜接收的微波光子雷达成像系统及方法

技术领域

本发明涉及雷达成像技术领域，尤其涉及一种基于多通道时分复用去斜接收技术的微波光子雷达成像系统及方法。

背景技术

雷达是一种利用电磁波来获取目标位置、速度、散射特性等信息的遥感设备，相对于光学遥感手段，其具有能够全天时全天候工作的优势，已经成为现代军事和民用领域重要的侦查与测绘手段。现代雷达的发展要求雷达能够提供更多的目标细节信息以实现目标识别等应用需求，这要求雷达具有更高的分辨力。然而传统电子雷达由于受到电子器件的带宽限制，难以实现宽带信号的产生、传输、控制及处理，从而限制了高分辨力雷达的发展。随着光电技术的发展，近年来利用光子技术的大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰和丰富的可复用资源的优势来突破现有电子技术的瓶颈从而提高雷达的性能成为了国内外的研究热点。微波光子雷达系统利用光子技术产生、传输、接收以及处理宽带微波信号，有能力实现优于传统电子雷达系统的高分辨力成像。

线性调频信号是常用的宽带雷达信号，其接收方式主要有匹配滤波以及去斜接收两种。其中去斜接收是通过将回波信号与具有同样调频率的参考信号进行混频，得到的去斜信号的频率与回波信号及参考信号之间的相对延时成正比，在一定的接收时间窗口内，得到去斜信号的带宽要远小于回波信号的带宽，从而大大降低了对模数转换器(ADC)采样率的要求，因此去斜接收被宽带微波光子雷达所广泛使用。然而随着探测幅宽的增加，回波信号与参考信号的包络在时域上发生的错位，导致去斜处理的有效带宽减小，从而使雷达的分辨力及信噪比急剧恶化。去斜处理的幅宽与有效带宽之间的矛盾，限制了其无法实现宽幅探测的应用。为了扩展基于去斜接收的雷达的探测距离，通常采用对参考信号进行数字或模拟延时的方式，使其延时对应目标观测区域的回波延时，但这种方式只能改变其探测距离，无法增加雷达探测的幅宽。为了扩展其探测幅宽，参考信号的脉宽通常要大于回波信号，然而这种方法需要产生更大带宽的参考信号，且去斜信号的带宽也随探测幅宽的增加而增加，甚至可能大于回波信号的带宽，不能有效发挥去斜接收降低采样率的优势，因此不能从根本上解决去斜接收体制雷达幅宽受限的问题。

因此，亟需一种可以解决去斜接收体制雷达幅宽受限的雷达成像系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于多通道时分复用去斜接收技术的微波光子雷达成像系统及方法，以期部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的第一方面，提供了一种微波光子雷达信号接收模块，包括光参考信号产生单元、多通道延时单元和去斜处理单元；

其中，所述光参考信号产生单元输出的信号由一根光纤传送到所述多通道延时单元中；所述多通道延时单元的每一路光纤延时线直接把延时后的光信号分别输出到一路所述去斜处理单元中进行去斜及后续算法处理。

作为本发明的第二方面，提供了一种微波光子雷达信号发射模块，包括：

电信号源，用于产生频率为f_e，调频率为k，脉宽为T_e，脉冲重复频率为PRF的低频窄带线性调频脉冲电信号；

连续波激光器，用于产生单频的连续波激光信号；

电光调制器，用于将所述线性调频脉冲电信号调制到所述单频连续波激光上；

光电探测器，用于对电光调制器输出光信号进行光电转换，产生高频宽带线性调频脉冲电信号；

电滤波器，用于对所述高频宽带线性调频脉冲电信号进行选频；

发射天线，用于将所述选频后的高频宽带线性调频脉冲电信号辐射到自由空间。

作为本发明的第三方面，提供了一种微波光子雷达成像系统，包括如上所述的微波光子雷达信号接收模块和如上所述的微波光子雷达信号发射模块，发射模块所发射的信号与光参考信号产生单元中用于驱动电光调制器的电信号需要保证相干。

作为本发明的第四方面，提供了一种基于去斜接收技术的微波光子雷达成像方法，包括以下步骤：

在微波光子雷达信号发射模块，将频率为f_e，调频率为k，脉宽为T_e，脉冲重复频率为PRF的低频窄带的线性调频脉冲电信号调制到光载波上，通过光电探测器进行光电转换实现微波光子倍频得到高频宽带线性调频脉冲电信号并通过发射天线辐射到自由空间；

在光参考信号产生单元，将频率为f_ref，调频率为k，脉冲重复周期为T_ref的线性调频连续波电参考信号调制到连续波激光器输出的光载波上，得到光参考信号并通过一根短光纤传输至多通道延时单元；

在多通道延时单元，来自光参考信号产生单元的光参考信号通过光分束器分成N路相同的光信号；N路光信号分别被N条不同长度的长光纤分别进行τ₁，τ₂，τ₃，...，τ_N的延时，其中τ_n＝(n-1)τ_d，而τ_d需要满足T_e≤(N-1)τ_d＜T_ref，τ_d≤T_ref-T_e，τ_n为第n个去斜处理通道的光纤延时量，τ_d为每个通道间光纤引入的延时间隔；延时后的各路光信号分别送入各去斜处理单元；

在去斜处理单元，回波信号通过电光调制器将分路后的回波信号分别调制到多通道延时单元输出的一路光信号上；由光滤波器选取调制有回波信息的光信号中需要进行处理的光频率分量；光电探测器对经过滤波的光信号进行光电转换，完成各通道的去斜处理；电滤波器对光电探测器输出的电信号进行选择，选出有效的去斜信号部分；滤波后的去斜信号由模数转换器采样得到数字信号并由数字信号处理器进行处理；数字信号处理器根据各参考信号的持续时间窗[(n-1)τ_d+mT_ref，(n-1)τ_d+(m+1)T_ref]对数字化的去斜信号进行时域划分，其中m＝0，1，2，3，...代表在一个接收窗口内第n个去斜接收单元里的第(m+1)个参考信号周期，从而获得各通道不同参考信号周期内的对应去斜信号，然后对所述时间划分后的去斜信号进行快速傅里叶变换，并通过数字滤波器滤除杂散获得有效去斜的频率成分，根据去斜信号的频率以及对应参考信号的时延(n-1)τ_d+mT_ref可以获得目标与雷达的相对距离；

重复以上处理步骤，对不同发射脉冲的有效去斜信号进行处理；根据一个发射接收周期内的去斜信号序列，即快时间，与多个发射接收周期序列，即慢时间，构造二维矩阵，在进行运动补偿后，对慢时间维进行快速傅里叶变换从而获得宽幅二维成像结果。

基于上述技术方案可知，本发明的基于去斜接收技术的微波光子雷达成像系统及方法相对于现有技术至少具有如下有益效果之一或其中的一部分：

(1)利用光纤传输的低损耗特性，借助光子学技术对参考信号进行多路复制与延时可以保证各路信号之间的相干性，避免了采用多个信号源所带来的时钟同步与一致性等问题，有助于简化后续的信号处理过程。

(2)相比于传统的去斜接收技术，本发明利用一个接收时间窗口内的周期重复的参考信号通过时分复用以及多通道去斜的方式形成多个有效的去斜时间窗口，从而利用有限的硬件资源实现了极大幅宽范围的去斜接收，分辨率及信噪比不会随探测幅宽增加而下降，并且参考信号的带宽以及模数转换器的采样率需求与幅宽无关。

(3)相比于传统的用于大幅宽接收的数字域匹配滤波技术，本发明发挥了去斜接收技术的优势，能够有效地降低对于模数转换器的采样率需求，降低采集存储的数据量，能够降低对数据传输存储以及算法处理的压力。

附图说明

图1是本发明的微波光子雷达信号接收模块的结构示意图；

图2是本发明的光参考信号产生单元的结构示意图；

图3是本发明的多通道延时单元的结构示意图；

图4是本发明的去斜处理单元的结构示意图；

图5是本发明的微波光子雷达信号发射模块的结构示意图；

图6是本发明的基于多通道时分复用去斜接收技术大幅宽微波光子雷达成像系统的结构示意图；

图7是本发明基于波分复用技术提出的多通道时分复用去斜接收技术大幅宽微波光子雷达成像系统的结构示意图；

图8是本发明的基于多通道时分复用去斜接收技术大幅宽微波光子雷达成像系统一个优选实施例的结构示意图；

图9是本发明优选实施例中的多通道延时单元的延时之后得到的第n通道中第(m+1)个参考信号周期所对应的有效去斜处理时间；

图10是本发明优选实施例中的经多通道延时单元延时之后得到的参考信号在一个接收窗口内形成的多个有效去斜处理时间窗。

具体实施方式

本发明公开了一种基于多通道时分复用去斜接收技术大幅宽微波光子雷达成像系统。利用电信号源产生相干的线性调频脉冲电信号与线性调频连续波电信号，其中线性调频脉冲电信号调制到光上后通过微波光子倍频技术得到高频宽带的线性调频脉冲信号作为雷达的探测信号辐射到自由空间中进行探测；而线性调频连续波电信号被调制到光上作为光参考信号。光参考信号经过多通道延时单元形成多路经过不同延时的光参考信号，从而在一个接收时间窗内形成多个有效去斜时间窗。经过延时后，各路光参考信号送入微波光子去斜处理单元，与回波进行混频实现去斜接收。在数字信号处理器对去斜信号进行时域切割，并通过快速傅里叶变换进行距离向压缩以及方位向压缩得到二维成像结果。最后根据去斜信号的延时关系对图像进行距离向拼接，得到宽幅二维成像结果。

本发明还公开了一种基于多通道时分复用去斜接收技术大幅宽微波光子雷达成像方法，包括以下步骤：

在微波光子雷达信号发射模块，将频率为f_e，调频率为k，脉宽为T_e，脉冲重复频率为PRF的低频窄带的线性调频脉冲电信号调制到光载波上，通过光电探测器进行光电转换进行微波光子倍频得到高频宽带线性调频脉冲电信号并通过发射天线辐射到自由空间；

在光参考信号产生单元，将频率为f_ref，调频率为k，脉冲重复周期为T_ref的线性调频连续波电参考信号调制到连续波激光器输出的光载波上，得到光参考信号并通过一根短光纤传输至多通道延时单元；

在多通道延时单元，来自光参考信号产生单元的光参考信号通过光分束器分成N路相同的光信号；N路光信号分别被N条不同长度的长光纤分别进行τ₁，τ₂，τ₃，...，τ_N的延时，其中τ_n＝(n-1)τ_d，而τ_d需要满足T_e≤(N-1)τ_d＜T_ref，τ_d≤T_ref-T_e。延时后的各路光信号分别送入各去斜处理单元；

在去斜处理单元，回波信号通过电光调制器将分路后的回波信号分别调制到多通道延时单元输出的一路光信号上；由光滤波器选取调制有回波信息的光信号中需要进行处理的光频率分量；光电探测器对经过滤波的光信号进行光电转换，完成各通道的去斜处理；电滤波器对光电探测器输出的电信号进行选择，选出有效的去斜信号部分；滤波后的去斜信号由模数转换器采样得到数字信号并由数字信号处理器进行处理；数字信号处理器根据各参考信号的持续时间窗[(n-1)τ_d+mT_ref，(n-1)τ_d+(m+1)T_ref]对数字化的去斜信号进行时域划分，其中m代表在一个接收窗口内第n个去斜接收单元里的第m+1个参考信号周期，从而获得各通道不同参考信号周期内的对应去斜信号，然后对所述时间划分后的去斜信号进行快速傅里叶变换，并通过数字滤波器滤除杂散获得有效去斜的频率成分，根据去斜信号的频率以及对应参考信号的时延(n-1)τ_d+mT_ref可以获得目标与雷达的相对距离。重复以上处理方法，对不同发射脉冲的有效去斜信号进行处理。根据一个发射接收周期内的去斜信号序列(即快时间)与多个发射接收周期序列(即慢时间)构造二维矩阵，在进行运动补偿后，对慢时间维进行快速傅里叶变换从而获得宽幅二维成像结果。

具体的，如图1所示，本发明公开了一种微波光子雷达信号接收模块，包括光参考信号产生单元、多通道延时单元和至少一个去斜处理单元；其中，所述光参考信号产生单元输出的信号由一根光纤传送到所述多通道延时单元中；所述多通道延时单元的每一路光纤延时线直接把延时后的光信号分别输出到一路所述去斜处理单元中进行去斜及后续算法处理。

如图2所示，本发明公开了一种光参考信号产生单元，包括：连续波激光器，用于产生连续波激光作为光载波；电信号源，用于产生线性调频连续波电信号；电光调制器，用于将线性调频连续波电信号调制到所述光载波上产生线性调频连续波光参考信号。

如图3所示，本发明公开了一种多通道延时单元，包括：光分束器，用于将线性调频连续波光参考信号进行分路，产生N路光参考信号；N条不同长度的光纤延迟线，用于给各路光参考信号引入不同时间的延迟。

如图4所示，本发明公开了一种去斜处理单元，包括：接收天线，用于接收目标散射的回波；电光调制器，用于将回波信号调制到光参考信号上；光滤波器，用于在频域上选择后续需要进行处理的光信号；光电探测器，实现光电探测完成基于光混频技术的微波光子去斜处理；电滤波器，在频域上选择去斜信号，滤除杂波防止后续采样发生混叠；模数转换器，对所述去斜信号进行量化采样得到数字信号；数字信号处理器，根据以各参考信号的持续时间窗[(n-1)τ_d+mT_ref，(n-1)τ_d+(m+1)T_ref]对数字化的去斜信号进行时域划分，其中m＝0，1，2，3，...代表在一个接收窗口内第n个去斜接收单元里的第(m+1)个参考信号周期，从而获得各通道不同参考信号周期内的对应去斜信号，然后对所述时间划分后的去斜信号进行快速傅里叶变换，并通过数字滤波器滤除杂散获得有效去斜的频率成分，根据去斜信号的频率以及对应参考信号的时延(n-1)τ_d+mT_ref可以获得目标与雷达的相对距离。重复以上处理方法，对不同发射脉冲的有效去斜信号，根据一个发射接收周期内的去斜信号序列(即快时间)与多个发射接收周期序列(即慢时间)构造二维矩阵，在进行运动补偿后，对慢时间维进行快速傅里叶变换从而获得宽幅二维成像结果。

如图5所示，本发明公开了一种微波光子雷达信号发射单元(发射模块)，包括：连续波激光器，用于产生连续波激光作为光载波；电信号源，用于产生低频窄带线性调频脉冲电信号；电光调制器，用于将低频窄带线性调频脉冲电信号调制到所述光载波上；光电探测器用于对带有低频窄带线性调频脉冲电信号信息的光信号进行光电转换，完成微波光子倍频处理产生高频宽带线性调频脉冲电信号；电滤波器，用于滤除所需发射电信号之外的杂散；发射天线，用于将高频宽带线性调频脉冲电信号辐射到自由空间进行探测。

如图6所示，本发明公开了一种基于多通道时分复用去斜接收技术大幅宽微波光子雷达成像系统，包括如上所述的微波光子雷达信号发射单元、光参考信号产生单元、多通道延时单元和N个微波光子去斜处理单元。其中微波光子雷达信号发射单元与光参考信号产生单元共用一个连续波激光器作为光源，通过光分束器将连续波激光器发射的激光分成两路并通过光纤分别送入微波光子雷达信号发射单元与光参考信号产生单元中的电光调制器中作为光载波；电信号源采用同一时钟驱动的独立双通道输出电信号源，在其中一个通道输出线性调频脉冲信号作为微波光子雷达信号发射单元中电光调制器的驱动信号，而另一个通道输出线性调频连续波信号作为光参考信号产生单元中电光调制器的驱动信号；多通道延时单元每一路光纤输出的光参考信号分别单独输入到一个去斜处理单元中，并与接收天线接收到的回波进行去斜处理；所有去斜处理单元模数转换后得到的数字去斜信号统一通过一个数字信号处理器进行处理得到二维宽幅雷达图像。

如图7所示，在图6所示系统的基础上进行变化，本发明公开了一种基于波分复用多通道时分复用去斜接收技术大幅宽微波光子雷达成像系统，其中微波光子雷达信号发射单元与光参考信号产生单元的光源分离，微波光子雷达信号发射单元采用单个连续波激光器作为光源，光参考信号产生单元采用N个连续波激光器构成的激光器阵列通过光波分复用器合束后的多波长激光作为光源，并由光波分复用器合束到一个光路上被电信号源输出的线性调频连续波信号调制产生多波长光参考信号；多通道延时单元中，首先用光波分复用器将光参考信号产生单元传输来的多波长光参考信号根据波长进行分路，再通过不同长度的光纤对不同波长的光参考信号进行不同的延时，再通过波分复用器将经过不同延时后的不同波长激光合束，输出到去斜处理单元；去斜处理单元中用一个电光调制器将接收天线中的回波调制到合束光参考信号上，通过光波分复用器将N路不同波长的光信号分开并实现光滤波，分别送入N路光电探测器中进行去斜处理，再分别经过电滤波器对电信号进行选择，由模数转换器转换后统一传输到一个数字信号处理器中进行处理得到二维宽幅雷达图像。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明的基于多通道时分复用去斜接收技术大幅宽微波光子雷达成像系统，如图8所示，包括：1个连续波激光器，2个光分束器，1个双通道电信号源，4个低噪声放大器，1个功率放大器，N个光放大器，2个马赫曽德尔调制器，N个相位调制器，N条长光纤，N个光滤波器，N+1个光电探测器，N+1个电滤波器，N个模数转换器，1个数字信号处理器，1个1×N电功分器，1个发射天线，1个接收天线。

在微波光子雷达信号发射单元，连续波激光器产生的激光在马赫曽德尔调制器中被经过低噪声放大器放大的电信号源产生的低频窄带线性调频脉冲信号调制，其中马赫曽德尔调制器偏置在最小偏置点进行载波抑制调制，忽略相对幅值较小的高阶边带，只考虑其正负一阶光边带，其电场可以表示为：

其中ω_e＝2πf_e是电信号源产生线性调频脉冲信号的角频率，k为调频率，A₀与ω₀是激光器输出连续波激光的幅度和角频率，J₁是一阶第一类贝塞尔函数，β_MZM1＝πV_e/V_π1是发射单元中马赫曽德尔调制器调制系数，V_e是电信号源产生线性调频脉冲信号的幅值，V_π1是发射单元中马赫曽德尔调制器的半波电压。将所述光信号送到光电探测器中进行光电转换，并通过电滤波器滤除杂散，可以得到电信号源产生线性调频脉冲信号的二倍频信号，表示为：

该信号通过低噪声放大器和功率放大器进行放大后通过发射天线辐射进行探测。

在光参考信号产生单元，与发射单元类似，电信号源产生的线性调频连续波信号通过低噪声放大器放大后，通过马赫曽德尔调制器对光载波进行调制，得到光参考信号，表示为：

其中ω_ref＝2πf_ref是电信号源产生的线型调频连续波电信号的角频率，β_MZM2＝πV_ref/V_π2为光参考信号产生单元中马赫曽德尔调制器的调制系数，T_ref为电信号源产生的线性调频连续波电信号的幅值，V_π2为光参考信号产生单元中马赫曽德尔调制器的半波电压，m＝0，1，2，3，...表示当前接收窗口内的第m+1个参考信号周期。

在多通道延时单元，光参考信号被光分束器分成N路，每一路分别由特定长度的光纤进行延时，则第n路的光参考信号可以表示为：

其中(n-1)τ_d为第n个去斜处理通道的光纤延时量，τ_d为每个通道间光纤引入的延时间隔，τ_d需要满足T_e≤(N-1)τ_d＜T_ref，τ_d≤T_ref-T_e。延时之后可以得到起始时间为(n-1)τ_d+mT_ref的参考信号，对应的有效去斜处理时间如图9所示，因而在一个接收窗口内形成多个有效去斜处理时间窗，如图10所示。

在去斜处理单元，回波信号被接收天线接收，经过低噪声放大器放大后由电功分器分成N路相同的电信号，表示为：

其中2τ_i为在探测幅宽范围内第i个目标的双程回波延时。回波信号通过去斜处理单元内的相位调制器对各路延时后的光参考信号进行调制，通过光滤波器对光频率进行选择后，得到的第n个通道内带有回波信息的光信号可以表示为：

其中

和

将所述光场传输至光电探测器进行光电转换后可以得到第n个通道去斜后的信号为：

在经过电滤波器滤波和模数转换后，在数字域根据各参考信号的持续时间窗[(n-1)τ_d+mT_ref，(n-1)τ_d+(m+1)T_ref]对数字化的去斜信号进行时域划分，从而获得各通道不同参考信号周期内的对应去斜信号，对所述时间划分后的去斜信号进行快速傅里叶变换，并通过数字滤波器滤除杂散获得有效去斜的频率成分，根据去斜信号的频率以及对应参考信号的时延(n-1)τ_d+mT_ref可以获得目标与雷达的相对距离。重复以上处理方法，得到不同发射脉冲的有效去斜信号，并构造如下二维矩阵：

其中S_p，n，m(f)表示第p个发射脉冲的接收窗内n通道中的第m个参考信号周期与回波去斜得到的有效去斜信号的快速傅里叶变换，对应着距离向脉压结果，经过运动补偿后，通过对该矩阵的每一行进行快速傅里叶变换，则能得到方位向脉压结果，从而得到测绘区域的雷达二维成像结果。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种微波光子雷达信号接收模块，其特征在于，包括光参考信号产生单元、多通道延时单元和去斜处理单元；

其中，所述光参考信号产生单元输出的信号由一根光纤传送到所述多通道延时单元中；所述多通道延时单元的每一路光纤延时线直接把延时后的光信号分别输出到一路所述去斜处理单元中进行去斜及后续算法处理。

2.根据权利要求1所述的雷达信号接收模块，其特征在于，所述光参考信号产生单元，其包括：

电信号源，用于产生与发射模块的线性调频脉冲电信号相干的频率为f_ref，调频率为k，脉冲重复周期为T_ref的线性调频连续波电参考信号；

连续波激光器，用于产生单频的连续波激光信号；

电光调制器，用于将线性调频电参考信号调制到所述单频连续波激光上，生成包含线性调频参考信号的调制光信号。

3.根据权利要求1所述的雷达信号接收模块，其特征在于，所述多通道延时单元，其包括：

光分束器，用于将所述电光调制器产生的光参考信号分路形成N路相同的光参考信号；

光纤延迟线，用于对所述光分束器输出的N路光参考信号分别加入时间为τ₁，τ₂，τ₃，...，τ_N的延时。

4.根据权利要求1所述的雷达信号接收模块，其特征在于，所述去斜处理单元，其包括：

接收天线，用于接收来自目标散射的回波信号；

电光调制器，用于将回波信号分别调制到各路延时后的光参考信号上得到带有回波信息的光信号；

光滤波器，用于从所述带有回波信息的光信号中选取所需频率分量的光信号；

光电探测器，用于对所述光滤波器输出的光信号进行光电转换，产生得到混频后的电信号；

电滤波器，用于从光电探测器输出的电信号中选取出去斜信号对应频率的电信号；

模数转换器，用于对所述去斜电信号进行模数转换；

数字信号处理器，用于实现模数转换后的数字信号相关雷达算法处理。

5.一种微波光子雷达信号发射模块，其特征在于，包括：

电信号源，用于产生频率为f_e，调频率为k，脉宽为T_e，脉冲重复频率为PRF的低频窄带线性调频脉冲电信号；

连续波激光器，用于产生单频的连续波激光信号；

电光调制器，用于将所述线性调频脉冲电信号调制到所述单频连续波激光上；

光电探测器，用于对电光调制器输出光信号进行光电转换，产生高频宽带线性调频脉冲电信号；

电滤波器，用于对所述高频宽带线性调频脉冲电信号进行选频；

发射天线，用于将所述选频后的高频宽带线性调频脉冲电信号辐射到自由空间。

6.一种基于微波光子雷达成像系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的微波光子雷达信号接收模块和如权利要求5所述的微波光子雷达信号发射模块，发射模块所发射的信号与光参考信号产生单元中用于驱动电光调制器的电信号需要保证相干。

7.一种微波光子雷达成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

在微波光子雷达信号发射模块，将频率为f_e，调频率为k，脉宽为T_e，脉冲重复频率为PRF的低频窄带的线性调频脉冲电信号调制到光载波上，通过光电探测器进行光电转换实现微波光子倍频得到高频宽带线性调频脉冲电信号并通过发射天线辐射到自由空间；

在光参考信号产生单元，将频率为f_ref，调频率为k，脉冲重复周期为T_ref的线性调频连续波电参考信号调制到连续波激光器输出的光载波上，得到光参考信号并通过一根短光纤传输至多通道延时单元；

在多通道延时单元，来自光参考信号产生单元的光参考信号通过光分束器分成N路相同的光信号；N路光信号分别被N条不同长度的长光纤分别进行τ₁，τ₂，τ₃，...，τ_N的延时，其中τ_n＝(n-1)τ_d，而τ_d需要满足T_e≤(N-1)τ_d＜T_ref，τ_d≤T_ref-T_e，τ_n为第n个去斜处理通道的光纤延时量，τ_d为每个通道间光纤引入的延时间隔；延时后的各路光信号分别送入各去斜处理单元；

在去斜处理单元，回波信号通过电光调制器将分路后的回波信号分别调制到多通道延时单元输出的一路光信号上；由光滤波器选取调制有回波信息的光信号中需要进行处理的光频率分量；光电探测器对经过滤波的光信号进行光电转换，完成各通道的去斜处理；电滤波器对光电探测器输出的电信号进行选择，选出有效的去斜信号部分；滤波后的去斜信号由模数转换器采样得到数字信号并由数字信号处理器进行处理；数字信号处理器根据各参考信号的持续时间窗[(n-1)τ_d+mT_ref，(n-1)τ_d+(m+1)T_ref]对数字化的去斜信号进行时域划分，其中m＝0，1，2，3，...代表在一个接收窗口内第n个去斜接收单元里的第(m+1)个参考信号周期，从而获得各通道不同参考信号周期内的对应去斜信号，然后对所述时间划分后的去斜信号进行快速傅里叶变换，并通过数字滤波器滤除杂散获得有效去斜的频率成分，根据去斜信号的频率以及对应参考信号的时延(n-1)τ_d+mT_ref可以获得目标与雷达的相对距离；

重复以上处理步骤，对不同发射脉冲的有效去斜信号进行处理；根据一个发射接收周期内的去斜信号序列，即快时间，与多个发射接收周期序列，即慢时间，构造二维矩阵，在进行运动补偿后，对慢时间维进行快速傅里叶变换从而获得宽幅二维成像结果。

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