CN113030929B - 一种宽带雷达信号接收装置及接收方法 - Google Patents

一种宽带雷达信号接收装置及接收方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113030929B
CN113030929B CN202110178844.5A CN202110178844A CN113030929B CN 113030929 B CN113030929 B CN 113030929B CN 202110178844 A CN202110178844 A CN 202110178844A CN 113030929 B CN113030929 B CN 113030929B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
signal
receiving
low
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110178844.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113030929A (zh
Inventor
郑小平
陈晓雪
李尚远
薛晓晓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202110178844.5A priority Critical patent/CN113030929B/zh
Publication of CN113030929A publication Critical patent/CN113030929A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113030929B publication Critical patent/CN113030929B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/354—Extracting wanted echo-signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0245—Radar with phased array antenna
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种宽带雷达信号接收装置及接收方法，包括：雷达接收天线模块接收经目标反射的线性调频回波信号；射频前端模块对线性调频回波信号进行滤波和放大处理；光域波束赋形与光学去斜处理模块对处理后的信号进行电光转换，在光域调控各接收支路相对延时关系进行光控波束赋形，利用一路参考信号完成光学去斜处理，再进行光电转换，将高速宽带回波信号转换为低速窄带信号；电ADC及信号处理模块用于对经光电转换后的低速窄带信号进行采样量化，在信号处理端获得对应预设波束指向角的接收扫描波束，获取目标信息。该发明可以消除多余的电光转换损耗，在光域同时实现波束成形网络的构建以及对回波信号的去斜接收，减小接收机的器件规模。

Description

一种宽带雷达信号接收装置及接收方法
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种宽带雷达信号接收装置及接收方法。
背景技术
雷达是当今信息化战争中的重要装备之一，相较常规雷达需要大规模地机械转动雷达天线以改变扫描方向而言，相控阵雷达可以通过调控各阵元之间的相对相位关系以形成特定指向的波束，进而实现对待探测空域的快速扫描，具有极大的应用前景，在远程预警、导弹防御、对空对地监视等多个领域有着重要的应用。但受电移相器引入波束倾斜问题的影响，宽带相控阵雷达无法产生可用的扫描波束，带内各频率点所形成的波束指向角会产生不同程度的偏差。构建光真延时网络则可有效地解决这一问题，代替传统的电移相器直接改变回波信号的相位的方式，通过对各路相对延时差的调控进而改变相位关系，使得波束不因信号频率的变化而发生偏转，近年来各种新型的光真延时网络研究引起学者的持续关注。宽带微波光子相控阵雷达的接收包括光控波束成形与光学去斜两种功能模块，前者完成对相控阵雷达扫描波束的构建，电信号首先被转换到光域，利用可控光真延时网络实现波束赋形，随后信号被转换到电域，后者利用光学去斜实现对信号的低速变换，高速宽带信号仍是先进行电光转换，在光域与电参考信号或光载参考信号拍频，在光电探测器处获得低速窄带信号，再由数模转换器(Analog-to-digital Converter，ADC)实现采样量化。由此可知，这两种功能模块级联使用时，存在两次电光、光电转换，由于光电转换效率不高的原因，存在约30dB的损耗。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种宽带雷达信号接收装置，该装置可以解决现有的宽带微波光子相控阵雷达光控波束成形与光学去斜功能级联引入高损耗的问题。
本发明的另一个目的在于提出一种宽带雷达信号接收方法。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种宽带雷达信号接收装置，包括：
雷达接收天线模块、射频前端模块、光域波束赋形与光学去斜处理模块和电ADC及信号处理模块；
所述雷达接收天线模块包括多个接收天线，用于接收经目标反射的线性调频回波信号；
所述射频前端模块与所述雷达接收天线模块连接，用于对所述线性调频回波信号进行滤波和放大处理；
所述光域波束赋形与光学去斜处理模块与所述射频前端模块连接，用于对所述射频前端处理模块的输出信号进行电光转换，在光域调控各接收支路相对延时关系进行光控波束赋形，利用从雷达信号发射端分出的一路参考信号完成光学去斜处理，再进行光电转换，将高速宽带回波信号转换为低速窄带信号；
所述电ADC及信号处理模块与所述光域波束赋形与光学去斜处理模块连接，用于对经光电转换后的低速窄带信号进行采样量化，在信号处理端获得对应预设波束指向角的接收扫描波束，获取目标信息。
本发明实施例的宽带雷达信号接收装置，通过以光域波束赋形与光学去斜处理模块为核心，利用一次电/光、光/电转换就在光域同时实现了光控波束成形与光学去斜的功能，在光域实现了两种功能的光谱兼容，在构建波束成形网络的同时还将高速宽带回波信号转换为低频窄带信号，生成预设波束指向图的同时降低了对后端电ADC的速率、存储深度等硬件上的要求，通过对低速信号的快速处理就可实现实时的波束扫描。由此，消除了现有宽带微波光子相控阵雷达接收机中波束赋形与光学去斜功能级联时引入的额外损耗，并且由于在实现光学去斜功能时多路信号合并为一路信号进行处理，减小了宽带微波光子相控阵雷达接收机的器件规模，大大提高了拓展接收阵元数目的可能性，进一步增强了信号的实时处理能力。
另外，根据本发明上述实施例的宽带雷达信号接收装置还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述光域波束赋形与光学去斜处理模块包括：多通道光源阵列、调制器阵列、可控光延时网络、合路器、光学去斜单元、光电探测器和低通滤波器；
所述多通道光源阵列用于为宽带雷达信号接收装置中的各接收阵元提供不同波长的光载波；
所述调制器阵列的微波输入端与所述雷达接收天线模块的接收天线阵列连接，光载波输入端与所述多通道光源阵列输出端连接，所述多通道光源阵列含有N个不相干的光载波，N为所述雷达接收天线模块中接收通道的个数，所述调制器阵列包含N个调制器，用于对线性调频回波信号进行电域到光域的转换；
所述可控光延时网络输入端与所述调制器阵列输出端连接，所述可控光延时网络包含N个支路，用于根据预设的接收波束指向角调整各接收支路之间的相对延时差进行光控波束赋形；
所述合路器输入端与所述可控光延时网络输出端连接，所述合路器包含N个输入端，对应的光波长匹配所述多通道光源阵列的光载波波长，包含一个输出端，用于将经延时调控后的各支路光载回波信号合为一路光信号输出；
所述光学去斜单元输入端与所述合路器输出端连接，用于对合路后的光载回波信号进行去斜光谱预处理；
所述光电探测器输入端与所述光学去斜单元输出端连接，用于对所述光学去斜单元处理后的信号进行光域到电域的转换，将高速宽带回波信号转换为低速窄带信号；
所述低通滤波器的输入端与所述光电探测器输出端连接，用于对所述低速窄带信号进行滤波。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述电ADC及信号处理模块包括1个电ADC及算法处理单元，用于对低速窄带信号进行采样量化并进行算法处理，获得与预设波束指向角相对应的接收波束方向图，获取目标信息。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述调制器阵列中的每个调制器的带宽大于线性调频回波信号的带宽。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述低通滤波器的截止频率大于所述低速窄带信号的最高频率。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种宽带雷达信号接收方法，包括：
在雷达信号接收端，接收天线接收经目标反射的线性调频回波信号；
对所述线性调频回波信号进行滤波和放大；
对处理后的线性调频回波信号进行电光转换，在光域调控各接收支路相对延时关系进行光控波束赋形，并利用从雷达信号发射端分出的一路参考信号完成光学去斜处理，对处理后的信号进行光电转换，将高速宽带回波信号转换为低速窄带信号；
对经光电转换后的低速窄带信号进行采样量化；
对量化后的信号进行算法处理，在信号处理端获得对应预设波束指向角的接收扫描波束，获取目标信息。
本发明实施例的宽带雷达信号接收方法，通过在光域对各支路相对延时关系的调控实现光控波束赋形，经去斜处理后高速回波信号被转换为低频信号被电ADC采集接收，通过对低速窄带信号的处理就可实现实时的波束扫描，探测来自不同方向的目标。
另外，根据本发明上述实施例的宽带雷达信号接收方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，在光域对各接收支路相对延时关系的调控进行光控波束赋形，包括：
根据预设的接收波束指向角调整各接收支路之间的相对延时差实现光控波束赋形。
进一步地，在本发明的一个实施例中，利用从雷达信号发射端分出的一路参考信号完成光学去斜处理，包括：
通过合路器将经延时调控后的各支路光载回波信号合为一路光信号，再对合路后的光载回波信号进行去斜光谱预处理。
进一步地，在本发明的一个实施例中，对经光电转换后的低速窄带信号进行采样量化之前，还包括：对所述低速窄带信号进行滤波。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的一种宽带雷达信号接收装置结构示意图；
图2为根据本发明一个具体实施例的宽带雷达信号接收装置结构示意图；
图3为根据本发明一个具体实施例的波束指向角为0°时接收波束方向图仿真结果示意图；
图4为根据本发明一个具体实施例的波束指向角为30°时接收波束方向图仿真结果示意图；
图5为根据本发明一个具体实施例的一种宽带雷达信号接收方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的宽带雷达信号接收装置及接收方法。
首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的宽带雷达信号接收装置。
图1为根据本发明一个实施例的一种宽带雷达信号接收装置结构示意图。
如图1所示，该宽带雷达信号接收装置包括：雷达接收天线模块、射频前端模块、光域波束赋形与光学去斜处理模块和电ADC及信号处理模块。
在宽带雷达的接收端，雷达接收天线模块包括N个接收天线，用于接收经目标反射的线性调频回波信号，并将信号发送至接收机射频前端处理模块，接收天线可采用常规部件。
射频前端模块与雷达接收天线模块连接，用于对线性调频回波信号进行滤波和放大处理，滤除带外的噪声、杂散干扰，并将对微弱的回波信号进行放大处理，并将处理后的信号发送至光域波束赋形与光学去斜处理模块。
光域波束赋形与光学去斜处理模块与射频前端模块连接，用于对射频前端处理模块的输出信号进行电光转换，在光域调控各接收支路相对延时关系进行光控波束赋形，利用从雷达信号发射端分出的一路参考信号完成光学去斜处理，再进行光电转换，将高速宽带回波信号转换为低速窄带信号，实现光控波束赋形与光学去斜的接收层功能集成。
电ADC及信号处理模块与光域波束赋形与光学去斜处理模块连接，用于对经光电转换后的低速窄带信号进行采样量化，在信号处理端获得对应预设波束指向角的接收扫描波束，获取目标信息。
本发明的实施例提供了一种具体的结构进行宽带雷达信号的接收，通过多个器件实现光域波束赋形与光学去斜处理模块的功能，如图2所示，包括：多通道光源阵列、调制器阵列、可控光延时网络、合路器、光学去斜单元、光电探测器、低通滤波器、信号处理单元。
通过接收天线阵列接收线性调频回波信号，调制器阵列的微波信号输入端与接收天线阵列的输出端连接。
调制器阵列的光载波输入端与多通道光源阵列的输出端连接，多通道光源阵列用于为宽带雷达信号接收装置中的各接收阵元提供不同波长的光载波，含有N个不相干的光载波，N为正整数，N为雷达接收天线模块中接收通道的个数，调制器阵列包含N个调制器，用于对高速线性调频回波信号进行电域到光域的转换，调制器阵列的每一支路调制器的带宽大于线性调频回波信号的带宽。
可控光延时网络输入端与调制器阵列输出端连接，可控光延时网络包含N个支路，用于根据预设的接收波束指向角调整各接收支路之间的相对延时差进行光控波束赋形。
合路器输入端与可控光延时网络输出端连接，合路器包含N个输入端，对应的光波长匹配多通道光源阵列的光载波波长，包含一个输出端，用于将经延时调控后的各支路光载回波信号合为一路光信号输出。
光学去斜单元输入端与合路器输出端连接，用于对合路后的光载回波信号进行去斜光谱预处理。
光电探测器输入端与光学去斜单元输出端连接，用于对光学去斜单元处理后的信号进行光域到电域的转换，将高速宽带回波信号转换为低速窄带信号。
低通滤波器的输入端与光电探测器输出端连接，用于对低速窄带信号进行滤波，滤除有用信号带外的噪声及杂散干扰，滤波器的截止频率高于信号最高频率。
最后通过一个信号处理单元实现电ADC及信号处理模块的功能，具体包括通过1个电ADC及算法处理单元，用于对低速窄带信号进行采样量化并进行算法处理，获得与预设波束指向角相对应的接收波束方向图，获取目标信息。
如图3和图4所示，本发明的实施例以4阵元宽带微波光子相控阵雷达接收机为例，指定波束指向角分别为0°和30°，接收回波信号为33～37GHz的Ka波段线性调频信号，T＝10μs，B＝4GHz，实现了集光控波束成形与光学去斜功能于一体的多功能新型宽带雷达信号接收装置，经数据处理后最终获得波束指向角分别为0°和30°的方向图，可对波束指向角范围内的目标进行实时测量，而在波束指向角区域外的目标不会对探测产生干扰，可见该系统同时实现了光控波束赋形与光学去斜的功能。
根据本发明实施例提出的一种宽带雷达信号接收装置，利用多通道光源分别作为接收机各支路的光载波，借助可控光延时网络实现光控波束赋形后进行复用合路，合并为一路进行光学去斜处理，经光电转换后高速回波信号被转换为低频信号，进而被电ADC采集接收，同时实现光控波束成形与光学去斜，整个接收过程中无需进行多余的电光、光电转换，降低了对后端ADC的硬件指标需求，同时提高了拓展接收阵元数目的可能性。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的宽带雷达信号接收方法。
图5为根据本发明一个实施例的一种宽带雷达信号接收方法流程图。
如图5所示，该宽带雷达信号接收方法包括以下步骤：
步骤S1，在雷达信号接收端，接收天线接收经目标反射的线性调频回波信号。
可以理解的是，可以通过雷达发射机向目标发射线性调频波信号，通过雷达接收天线模块接收经目标反射的线性调频回波信号。
步骤S2，对线性调频回波信号进行滤波和放大。
具体地，滤除带外的噪声、杂散干扰，并对微弱的回波信号进行放大处理。
步骤S3，对处理后的线性调频回波信号进行电光转换，在光域调控各接收支路相对延时关系进行光控波束赋形，并利用从雷达信号发射端分出的一路参考信号完成光学去斜处理，对处理后的信号进行光电转换，将高速宽带回波信号转换为低速窄带信号。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在光域对各接收支路相对延时关系的调控进行光控波束赋形，包括：
根据预设的接收波束指向角调整各接收支路之间的相对延时差实现光控波束赋形。
进一步地，在本发明的一个实施例中，利用从雷达信号发射端分出的一路参考信号完成光学去斜处理，包括：
通过合路器将经延时调控后的各支路光载回波信号合为一路光信号，再对合路后的光载回波信号进行去斜光谱预处理。
步骤S4，对经光电转换后的低速窄带信号进行采样量化。
步骤S5，对量化后的信号进行算法处理，在信号处理端获得对应预设波束指向角的接收扫描波束，获取目标信息。
进一步地，在本发明的一个实施例中，对经光电转换后的低速窄带信号进行采样量化之前，还包括：
对低速窄带信号进行滤波，通过低通滤波器滤除有用信号带外的噪声及杂散干扰，滤波器的截止频率高于信号最高频率。
需要说明的是，前述对方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的宽带雷达信号接收方法，通过在光域对各支路相对延时关系的调控实现光控波束赋形，经去斜处理后高速回波信号被转换为低频信号被电ADC采集接收，通过对低速窄带信号的处理就可实现实时的波束扫描，探测来自不同方向的目标。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种宽带雷达信号接收装置，其特征在于，包括：
雷达接收天线模块、射频前端模块、光域波束赋形与光学去斜处理模块和电ADC及信号处理模块；
所述雷达接收天线模块包括多个接收天线，用于接收经目标反射的线性调频回波信号；
所述射频前端模块与所述雷达接收天线模块连接，用于对所述线性调频回波信号进行滤波和放大处理；
所述光域波束赋形与光学去斜处理模块与所述射频前端模块连接，用于对所述射频前端模块的输出信号进行电光转换，在光域调控各接收支路相对延时关系进行光控波束赋形，利用从雷达信号发射端分出的一路参考信号完成光学去斜处理，再进行光电转换，将高速宽带回波信号转换为低速窄带信号；
所述电ADC及信号处理模块与所述光域波束赋形与光学去斜处理模块连接，用于对经光电转换后的低速窄带信号进行采样量化，在信号处理端获得对应预设波束指向角的接收扫描波束，获取目标信息；
所述光域波束赋形与光学去斜处理模块包括：多通道光源阵列、调制器阵列、可控光延时网络、合路器、光学去斜单元、光电探测器和低通滤波器；
所述多通道光源阵列用于为宽带雷达信号接收装置中的各接收阵元提供不同波长的光载波；
所述调制器阵列的微波输入端与所述雷达接收天线模块的接收天线阵列连接，光载波输入端与所述多通道光源阵列的输出端连接，所述多通道光源阵列含有N个不相干的光载波，N为所述雷达接收天线模块中接收通道的个数，所述调制器阵列包含N个调制器，用于对线性调频回波信号进行电域到光域的转换；
所述可控光延时网络输入端与所述调制器阵列输出端连接，所述可控光延时网络包含N个支路，用于根据预设的接收波束指向角调整各接收支路之间的相对延时差进行光控波束赋形；
所述合路器输入端与所述可控光延时网络输出端连接，所述合路器包含N个输入端，对应的光波长匹配所述多通道光源阵列的光载波波长，包含一个输出端，用于将经延时调控后的各支路光载回波信号合为一路光信号输出；
所述光学去斜单元输入端与所述合路器输出端连接，用于对合路后的光载回波信号进行去斜光谱预处理；
所述光电探测器输入端与所述光学去斜单元输出端连接，用于对所述光学去斜单元处理后的信号进行光域到电域的转换，将高速宽带回波信号转换为低速窄带信号；
所述低通滤波器的输入端与所述光电探测器输出端连接，用于对所述低速窄带信号进行滤波。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电ADC及信号处理模块包括1个电ADC及算法处理单元，用于对低速窄带信号进行采样量化并进行算法处理，获得与预设波束指向角相对应的接收波束方向图，获取目标信息。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调制器阵列中的每个调制器的带宽大于线性调频回波信号的带宽。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述低通滤波器的截止频率大于所述低速窄带信号的最高频率。
5.一种宽带雷达信号接收方法，用于如权利要求1-4任一一项所述的宽带雷达信号接收装置，其特征在于，包括以下步骤：
在雷达信号接收端，接收天线接收经目标反射的线性调频回波信号；
对所述线性调频回波信号进行滤波和放大；
对处理后的线性调频回波信号进行电光转换，在光域调控各接收支路相对延时关系进行光控波束赋形，并利用从雷达信号发射端分出的一路参考信号完成光学去斜处理，对处理后的信号进行光电转换，将高速宽带回波信号转换为低速窄带信号；
对经光电转换后的低速窄带信号进行采样量化；
对量化后的信号进行算法处理，在信号处理端获得对应预设波束指向角的接收扫描波束，获取目标信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在光域对各接收支路相对延时关系的调控进行光控波束赋形，包括：
根据预设的接收波束指向角调整各接收支路之间的相对延时差实现光控波束赋形。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，利用从雷达信号发射端分出的一路参考信号完成光学去斜处理，包括：
通过合路器将经延时调控后的各支路光载回波信号合为一路光信号，再对合路后的光载回波信号进行去斜光谱预处理。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对经光电转换后的低速窄带信号进行采样量化之前，还包括：
对所述低速窄带信号进行滤波。
CN202110178844.5A 2021-02-09 2021-02-09 一种宽带雷达信号接收装置及接收方法 Active CN113030929B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110178844.5A CN113030929B (zh) 2021-02-09 2021-02-09 一种宽带雷达信号接收装置及接收方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110178844.5A CN113030929B (zh) 2021-02-09 2021-02-09 一种宽带雷达信号接收装置及接收方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113030929A CN113030929A (zh) 2021-06-25
CN113030929B true CN113030929B (zh) 2023-06-06

Family

ID=76461286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110178844.5A Active CN113030929B (zh) 2021-02-09 2021-02-09 一种宽带雷达信号接收装置及接收方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113030929B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114812274A (zh) * 2022-04-27 2022-07-29 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种高精度水柱测偏方法、系统、设备及计算机介质
CN114877749B (zh) * 2022-04-29 2023-12-12 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种宽带自动水柱测偏方法、系统、设备及计算机介质
CN115378473B (zh) * 2022-07-27 2024-04-30 中国船舶集团有限公司第七二四研究所 基于窄带同时多波束覆盖的相控阵通信宽带波束对准方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8861971B2 (en) * 2012-01-05 2014-10-14 Harris Corporation Phased antenna array with electro-optic readout circuit with multiplexing and related methods
CN108287349B (zh) * 2018-01-10 2020-06-26 南京航空航天大学 微波光子mimo雷达探测方法及微波光子mimo雷达系统
CN110350980B (zh) * 2019-07-16 2020-06-26 南京航空航天大学 基于微波光子辅助去斜后带宽合成的雷达探测方法及装置
CN110275143B (zh) * 2019-07-30 2022-12-06 华东师范大学 一种高集成度微波光子mimo雷达信号收发装置及方法
CN111142089B (zh) * 2020-01-10 2021-09-21 清华大学 一种obfn与padc功能集成的宽带雷达信号接收装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113030929A (zh) 2021-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113030929B (zh) 一种宽带雷达信号接收装置及接收方法
CN108535699B (zh) 微波光子数字波束形成方法、装置及宽带数字阵列雷达
CN111181683B (zh) 一种基于微波光子的超宽带接收机的装置及设计方法
CN112099048B (zh) 基于时分-差频复用的微波光子mimo雷达探测方法及系统
CN110350980B (zh) 基于微波光子辅助去斜后带宽合成的雷达探测方法及装置
CN113067635B (zh) 基于集成光延迟芯片的收发一体相控阵波束合成装置
EP3324211B1 (en) Ultra-wide-band all-optical radar system covering all wavebands
CN108287349A (zh) 微波光子mimo雷达探测方法及微波光子mimo雷达系统
CN108761398A (zh) 微波光子双波段雷达探测方法及微波光子双波段雷达
CN110275143B (zh) 一种高集成度微波光子mimo雷达信号收发装置及方法
CN110221292B (zh) 一种微波光子多波段雷达成像系统及方法
CN111948633B (zh) 一种柔性超宽带数字化微波光子相控阵雷达
CN109375200B (zh) 基于光子上变频的光载分布式雷达探测方法及装置
CN111641458A (zh) 一种通用型多通道光学色散延时器
CN110501779B (zh) 微环延时矩阵及微波光子集成多波束相控阵芯片、系统
CN111142089B (zh) 一种obfn与padc功能集成的宽带雷达信号接收装置及方法
CN109557552A (zh) 基于线性调频光子延时的宽带相控阵雷达及扫描方法
CN114280588A (zh) 一种微波光子多频段阵列雷达实现方法与系统
CN111817789A (zh) 太赫兹信号的生成方法、设备及计算机可读存储介质
CN114355382A (zh) 一种微波光子mimo雷达收发系统
CN117554972B (zh) 多波束微波光子相控阵雷达探测方法和系统
CN115128589B (zh) 一种微波光子mimo雷达探测方法及系统
CN116865900A (zh) 一种全光同时多频段多波束相控阵发射机及其方法
Ragheb et al. Photonics-based multi-band/multi-mode radar signal generation
CN116626693A (zh) 一种基于光子倍频的相干微波光子雷达探测方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant