CN113721202B - 基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法及装置 - Google Patents
基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113721202B CN113721202B CN202110935142.7A CN202110935142A CN113721202B CN 113721202 B CN113721202 B CN 113721202B CN 202110935142 A CN202110935142 A CN 202110935142A CN 113721202 B CN113721202 B CN 113721202B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- interference
- frequency
- optical signal
- frequency modulation
- 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
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 145
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 12
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 12
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000001149 cognitive effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
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
- 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
- G01S7/36—Means for anti-jamming, e.g. ECCM, i.e. electronic counter-counter measures
-
- 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
Abstract
本发明公开了一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法。将步进调频光信号分为两路，一路作为本振光信号，另外一路与步进调频光信号的光载波进行光外差探测产生宽带步进调频微波信号并发射；用接收信号对步进调频光信号的光载波进行强度调制产生接收调制光信号，并将接收调制光信号与本振光信号进行正交平衡混频，对生成的同相、正交信号分别进行低通滤波产生含有目标信息的去斜信号；对同相信号、正交信号分别进行中频滤波后进行正交鉴频，产生含有干扰频率信息的时域包络；由时域包络提取出干扰信号的频率信息，进而消除干扰影响。本发明还公开一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测装置。相比现有技术，本发明具有更好的干扰抑制效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波光子雷达探测方法，尤其涉及一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法。
背景技术
在当前5G时代背景下，万物互联，雷达因其全天候、全天时的探测能力，其重要性愈发明显。但是，基于电子技术的传统雷达的工作带宽较小，因此其探测分辨率较低。难以满足当前自动驾驶、微小目标检测、安全监视等应用对实现实时高分辨探测的需求。近来，具有大带宽特性的微波光子技术得到广泛的研究，为雷达实现高分辨率的探测提供了有力的技术支撑(参见[Pan S,Zhang Y.Microwave photonic radars[J].Journal ofLightwave Technology,2020,38(19):5450-5484.])。然而，雷达的大工作带宽也带来一些新的挑战。一方面，在复杂的电磁环境下，大带宽信号非常容易受到干扰；另一方面，当前频谱资源日趋紧张，难以为雷达分配连续的宽带频谱。一种可行的解决途径是，设计一种可以实时感知工作环境中干扰信号频率的宽带雷达，其可以通过感知到的干扰信号频率自适应地对目标进行探测。
目前基于微波光子技术的雷达探测与频谱感知一体化方案已有报道(参见[ShiJ,Zhang F,Ben D,et al.Simultaneous radar detection and frequency measurementby broadband microwave photonic processing[J].Journal of LightwaveTechnology,2020,38(8):2171-2179.])。然而，该方案不能检测雷达工作频带内的干扰信号，且不能消除干扰信号对雷达探测的影响；另外，该方案采用基于微波光子倍频的信号产生技术，使雷达的工作带宽受限于电信号发生器带宽，同时也限制了雷达的测频范围。另一种基于微波光子技术的宽带射频认知雷达(参见[朱丹.微波光子射频认知系统:201910858114.2[P].2019-09-11])也同时具备频谱感知能力，但该方案实质上是多个分立微波光子系统的组合，结构较为复杂，集成度低，同时也无法消除雷达发射频段内干扰信号对探测的影响。
因此，研究可以突破电信号发生器带宽限制，且可实时进行宽带频谱感知的雷达，对目标的自适应探测具有非常重要的意义。
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，提供一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，在具有宽带频谱感知和宽带雷达探测的能力的同时，可对雷达工作频带内、外的干扰信号进行实时检测，并基于检测结果实现对干扰信号影响的消除。
本发明所采用的技术方案具体如下：
一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，生成步进调频光信号并将其分为两路，一路作为本振光信号，另外一路与所述步进调频光信号的光载波进行光外差探测产生宽带步进调频微波信号并发射至探测空间；用接收信号对所述步进调频光信号的光载波进行强度调制产生接收调制光信号，并将所述接收调制光信号/本振光信号的四路分束信号分别引入0、π/2、π和3π/2的相移后，再分别与本振光信号/接收调制光信号的四路分束信号耦合，然后分别对引入0和π、π/2和3π/2相移的耦合信号进行平衡光电探测，分别生成同相信号、正交信号；对所述同相信号、正交信号分别进行低通滤波产生含有目标信息的去斜信号；对所述同相信号、正交信号分别进行中频滤波后对两者进行正交鉴频，产生含有干扰频率信息的时域包络；由所述时域包络提取出干扰信号的频率信息，并根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果。
优选技术方案之一，所述根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果，具体通过以下的被动抗干扰方式：摒弃被干扰信号污染的去斜信号，并由未被干扰信号污染的去斜信号重构被摒弃的去斜信号。
进一步优选地，所述重构的方法具体为：对去斜信号进行模数转换，在未被干扰信号污染的去斜信号中随机选取M点，然后根据选取的点构建出感知矩阵，最后通过压缩感知算法重建出被摒弃的去斜信号；所述M、K均为正整数，K<M，K为去斜信号的稀疏度。
优选技术方案之二，所述根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果，具体通过以下的主动抗干扰方式：根据干扰信号的频率信息对宽带步进调频微波信号的生成参数进行调整，以产生避开干扰信号频率的宽带步进调频微波信号。
优选地，所述步进调频光信号的生成方法具体如下：用窄带线性调频微波信号对所述光载波进行载波抑制单边带调制，产生周期和脉宽分别为Tcr和Tcw的线性调频光信号；对所述线性调频光信号进行循环移频，并令Tcr≥NTL和TL≥Tcw，其中N为循环频移的最大次数，TL为循环频移的单次延时，即得到所述步进调频光信号。
基于同一发明构思还可以得到以下技术方案：
一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测装置，包括：
发射端，用于生成步进调频光信号并将其分为两路，一路作为本振光信号，另外一路与所述步进调频光信号的光载波进行光外差探测产生宽带步进调频微波信号并发射至探测空间；
接收端，其包括：
正交平衡混频模块，用于用接收信号对所述步进调频光信号的光载波进行强度调制产生接收调制光信号，并将所述接收调制光信号/本振光信号的四路分束信号分别引入0、π/2、π和3π/2的相移后，再分别与本振光信号/接收调制光信号的四路分束信号耦合，然后分别对引入0和π、π/2和3π/2相移的耦合信号进行平衡光电探测，分别生成同相信号、正交信号；
目标信号检测模块，用于对所述同相信号、正交信号分别进行低通滤波产生含有目标信息的去斜信号；
干扰信号检测模块，用于对所述同相信号、正交信号分别进行中频滤波后对两者进行正交鉴频，产生含有干扰频率信息的时域包络；
信号处理模块，用于由所述时域包络提取出干扰信号的频率信息，并根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果。
作为优选技术方案之一，所述根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果，具体通过以下的被动抗干扰方式：摒弃被干扰信号污染的去斜信号，并由未被干扰信号污染的去斜信号重构被摒弃的去斜信号。
进一步优选地，所述重构的方法具体为：对去斜信号进行模数转换，在未被干扰信号污染的去斜信号中随机选取M点，然后根据选取的点构建出感知矩阵，最后通过压缩感知算法重建出被摒弃的去斜信号；所述M、K均为正整数，K<M，K为去斜信号的稀疏度。
作为优选技术方案之二，所述根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果，具体通过以下的主动抗干扰方式：根据干扰信号的频率信息对宽带步进调频微波信号的生成参数进行调整，以产生避开干扰信号频率的宽带步进调频微波信号。
优选地，所述步进调频光信号的生成方法具体如下：用窄带线性调频微波信号对所述光载波进行载波抑制单边带调制，产生周期和脉宽分别为Tcr和Tcw的线性调频光信号；对所述线性调频光信号进行循环移频，并令Tcr≥NTL和TL≥Tcw，其中N为循环频移的最大次数，TL为循环频移的单次延时，即得到所述步进调频光信号。
相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：
1、本发明可同时实现宽带的频谱感知与雷达探测，可有效降低系统成本，提高协同探测能力；
2、本发明的频谱感知方法对所适用干扰信号的频率没有限制，可获得雷达工作频带内、外的干扰信号频率信息，从而可基于宽带频谱感知结果自适应调整雷达探测与信号处理策略，具有较强的抗干扰能力；
3、本发明采用微波光子正交平衡混频技术，可以消除雷达接收信号中目标回波与干扰信号混频的影响，提高目标检测能力。
附图说明
图1为本发明微波光子雷达探测装置一个优选实施例的结构示意图；
图2为优选实施例中产生的线性调频光信号的时频关系示意图；
图3为优选实施例中产生的步进调频光信号的时频关系示意图；
图4为优选实施例中产生的雷达发射与接收信号的时频关系示意图；
图5为优选实施例中正交平衡混频模块输出信号的时频关系示意图；
图6为包络检波器输出信号示意图。
具体实施方式
针对现有技术不能检测雷达工作频带内的干扰信号，且不能消除干扰信号对雷达探测的影响的不足，本发明提出了一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法及装置，在具有宽带频谱感知和宽带雷达探测的能力的同时，可对雷达工作频带内、外的干扰信号进行实时检测，并基于检测结果实现对干扰信号影响的消除。
本发明所提出的基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，具体如下：生成步进调频光信号并将其分为两路，一路作为本振光信号，另外一路与所述步进调频光信号的光载波进行光外差探测产生宽带步进调频微波信号并发射至探测空间；用接收信号对所述步进调频光信号的光载波进行强度调制产生接收调制光信号，并将所述接收调制光信号/本振光信号的四路分束信号分别引入0、π/2、π和3π/2的相移后，再分别与本振光信号/接收调制光信号的四路分束信号耦合，然后分别对引入0和π、π/2和3π/2相移的耦合信号进行平衡光电探测，分别生成同相信号、正交信号；对所述同相信号、正交信号分别进行低通滤波产生含有目标信息的去斜信号；对所述同相信号、正交信号分别进行中频滤波后对两者进行正交鉴频，产生含有干扰频率信息的时域包络；由所述时域包络提取出干扰信号的频率信息，并根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果。
本发明所提出的基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测装置，包括：
发射端，用于生成步进调频光信号并将其分为两路，一路作为本振光信号，另外一路与所述步进调频光信号的光载波进行光外差探测产生宽带步进调频微波信号并发射至探测空间；
接收端，其包括：
正交平衡混频模块，用于用接收信号对所述步进调频光信号的光载波进行强度调制产生接收调制光信号，并将所述接收调制光信号/本振光信号的四路分束信号分别引入0、π/2、π和3π/2的相移后，再分别与本振光信号/接收调制光信号的四路分束信号耦合，然后分别对引入0和π、π/2和3π/2相移的耦合信号进行平衡光电探测，分别生成同相信号、正交信号；
目标信号检测模块，用于对所述同相信号、正交信号分别进行低通滤波产生含有目标信息的去斜信号；
干扰信号检测模块，用于对所述同相信号、正交信号分别进行中频滤波后对两者进行正交鉴频，产生含有干扰频率信息的时域包络；
信号处理模块，用于由所述时域包络提取出干扰信号的频率信息，并根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果。
干扰信号影响的消除可以根据实际情况采用以下的被动抗干扰方式或主动抗干扰方式：
被动抗干扰方式：摒弃被干扰信号污染的去斜信号，并由未被干扰信号污染的去斜信号重构被摒弃的去斜信号。
主动抗干扰方式：根据干扰信号的频率信息对宽带步进调频微波信号的生成参数进行调整，以产生避开干扰信号频率的宽带步进调频微波信号。
所述步进调频光信号可采用各种可行的方式生成，例如基于循环移频的方法(参见Ma C,Yang Y,Liu C,et al.Microwave photonic imaging radar with a sub-centimeter-level resolution[J].Journal of Lightwave Technology,2020,38(18):4948-4954.)；优选地，所述步进调频光信号的生成方法具体如下：用窄带线性调频微波信号对所述光载波进行载波抑制单边带调制，产生周期和脉宽分别为Tcr和Tcw的线性调频光信号；对所述线性调频光信号进行循环移频，并令Tcr≥NTL和TL≥Tcw，其中N为循环频移的最大次数，TL为循环频移的单次延时，即得到所述步进调频光信号。
为了便于公众理解，下面通过一个优选实施例并结合附图来对本发明的技术方案进行详细说明：
如图1所示，本实施例微波光子雷达探测装置由微波信号调制模块(包含线性调频微波信号源、90°微波电桥以及双平行强度调制器)、光循环移频模块(包含移频器、光放大器、可调光滤波器)、正交平衡混频模块(包含强度调制器、90°光混波器、2个平衡光电探测器)、目标信号检测模块(包含2个低通滤波器)、干扰信号检测模块(包含2个中频滤波器、2×2 90°微波电桥、2个包络检波器)、信号处理模块、激光器、光电探测器、发射天线、接收天线、放大器、功分器组成。
首先，激光器产生中心频率为fL的连续波光信号作为光载波发送至双平行强度调制器，其内嵌的两个子强度调制器偏置在最小点，主强度调制器偏置在正交点。使用周期和脉宽分别为Tcr与Tcw的线性调频微波信号通过90°微波电桥馈入双平行强度调制器，因此实现对连续波光信号的载波抑制单边带调制(此处以+1阶边带为例)，具体表示为：
其中，fc和k分别为线性调频微波信号的中心频率与调频斜率，则线性调频光信号的带宽BLFM＝kTcw。由(1)可以看出双平行强度调制器产生的线性调频光信号，其时频关系如图2所示。该线性调频光信号注入到由移频器、光放大器以及可调光滤波器组成的移频环路中，其中光放大器用于补偿环路的损耗，可调光滤波器用于控制环路的带宽。设Δf为移频器单次引入的频移量，则可调光滤波器的起始频率fst和截止频率fcut需满足条件fst<fL+fc+Δf-BLFM/2和fcut>fL+fc+NΔf+BLFM/2，其中N为最大循环次数。此外，为了确保环路中同时只存在一个频率分量，即确保在光脉冲的上升沿进入环路时，上一个光脉冲的下降沿已经离开环路，还需要满足Tcw≤TL以及Tcr≥NTL，其中TL为循环移频环路的延时。移频环路产生的步进调频光信号时频关系如图3所示，其表达式为：
其中，fcn＝fc+nΔf，为第n次循环引入的固定相位差。
将步进调频光信号分为两路，其中一路作为本振光信号发送至90°光混波器，另外一路与连续波光信号耦合后通过光电探测器转换为宽带步进调频微波信号，其表达式为：
宽带步进调频信号通过放大器放大后经发射天线辐射至探测空间。
为方便解释，假设雷达接收信号由一个点目标反射的宽带步进调频信号和一个频率为fdis的干扰信号组成，如图4所示。雷达接收信号被接收天线收集并通过放大器放大，然后馈入工作在正交偏置点的强度调制器对连续波光信号进行调制，并将调制光信号发送至90°光混波器与本振光信号进行混波，假设目标回波延时为τ，则两个平衡光电探测器的输出信号可表示为
式中*表示共轭。由式(4)可以看出，平衡光电探测器输出的信号包括含有目标信息的去斜信号以及由干扰信号造成的步进调频微波信号，如图5所示。同相/正交(I/Q)两路信号均通过功分器分为两路发送至目标检测模块和干扰信号检测模块，如图1所示。
在干扰信号检测模块中，I/Q两路信号经过中心频率为fIPF的中频滤波器，fIPF>fLPF，fLPF为目标检测模块中低通滤波器的截止频率。假设其频率响应为理想冲激函数，则其输出信号的频谱：
其中，δ(·)表示冲激函数，将经过中频滤波的I/Q信号发送至2×2 90°微波电桥，其输出响应可以表示为：
随后，使用包络检波器提取90°微波电桥输出信号的时域包络，如图6所示，其表达式为：
显然，根据时域包络出现的相对时间位置即可判断出干扰信号的频率：
在目标检测模块中，I/Q两路信号经过截止频率为fLPF的低通滤波器。则在满足条件
|fcn+fdis+k(t-nTL)|≤fLPF (9)
的信号中包含有去斜信号和干扰信号。因此，可根据式(9)得到的干扰信号频率采用被动或主动的抗干扰方式消除干扰信号的影响。
所述被动抗干扰的方式具体为：对经过低通滤波器的信号进行模数转换，摒弃含有干扰分量的时间段的信号；在不含干扰分量的时间段的去斜信号中随机选取M点，然后根据选取的点构建出感知矩阵，最后通过压缩感知算法重建出被摒弃的去斜信号；其中，M、K均为正整数，K<M，K为去斜信号的稀疏度。
所述主动抗干扰方式具体为：信号处理模块发送指令至微波信号调制模块和光循环移频模块，以通过调整线性调频微波信号的中心频率和带宽，循环移频的次数和频率步进间隔以及可调光滤波器的带宽等参数，从而产生避开干扰信号频率的步进调频微波信号。
上述技术方案中，微波信号调制模块也可以采用级联强度调制器和可调光滤波器实现。
Claims (10)
1.一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，其特征在于，生成步进调频光信号并将其分为两路，一路作为本振光信号，另外一路与所述步进调频光信号的光载波进行光外差探测产生宽带步进调频微波信号并发射至探测空间；用接收信号对所述步进调频光信号的光载波进行强度调制产生接收调制光信号，并将所述接收调制光信号/本振光信号的四路分束信号分别引入0、π/2、π和3π/2的相移后，再分别与本振光信号/接收调制光信号的四路分束信号耦合，然后分别对引入0和π、π/2和3π/2相移的耦合信号进行平衡光电探测，分别生成同相信号、正交信号；对所述同相信号、正交信号分别进行低通滤波产生含有目标信息的去斜信号；对所述同相信号、正交信号分别进行中频滤波后对两者进行正交鉴频，产生含有干扰频率信息的时域包络；由所述时域包络提取出干扰信号的频率信息，并根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果。
2.如权利要求1所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果，具体通过以下的被动抗干扰方式：摒弃被干扰信号污染的去斜信号，并由未被干扰信号污染的去斜信号重构被摒弃的去斜信号。
3.如权利要求2所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述重构的方法具体为：对去斜信号进行模数转换，在未被干扰信号污染的去斜信号中随机选取M点，然后根据选取的点构建出感知矩阵，最后通过压缩感知算法重建出被摒弃的去斜信号；K<M，K为去斜信号的稀疏度，所述M、K均为正整数。
4.如权利要求1所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果，具体通过以下的主动抗干扰方式：根据干扰信号的频率信息对宽带步进调频微波信号的生成参数进行调整，以产生避开干扰信号频率的宽带步进调频微波信号。
5.如权利要求1所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述步进调频光信号的生成方法具体如下：用窄带线性调频微波信号对所述光载波进行载波抑制单边带调制，产生周期和脉宽分别为Tcr和Tcw的线性调频光信号；对所述线性调频光信号进行循环移频，并令Tcr≥NTL和TL≥Tcw，其中N为循环频移的最大次数，TL为循环频移的单次延时，即得到所述步进调频光信号。
6.一种基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测装置，其特征在于，包括：发射端，用于生成步进调频光信号并将其分为两路，一路作为本振光信号，另外一路与所述步进调频光信号的光载波进行光外差探测产生宽带步进调频微波信号并发射至探测空间；
接收端，其包括：
正交平衡混频模块，用于用接收信号对所述步进调频光信号的光载波进行强度调制产生接收调制光信号，并将所述接收调制光信号/本振光信号的四路分束信号分别引入0、π/2、π和3π/2的相移后，再分别与本振光信号/接收调制光信号的四路分束信号耦合，然后分别对引入0和π、π/2和3π/2相移的耦合信号进行平衡光电探测，分别生成同相信号、正交信号；
目标信号检测模块，用于对所述同相信号、正交信号分别进行低通滤波产生含有目标信息的去斜信号；
干扰信号检测模块，用于对所述同相信号、正交信号分别进行中频滤波后对两者进行正交鉴频，产生含有干扰频率信息的时域包络；
信号处理模块，用于由所述时域包络提取出干扰信号的频率信息，并根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果。
7.如权利要求6所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测装置，其特征在于，所述根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果，具体通过以下的被动抗干扰方式：摒弃被干扰信号污染的去斜信号，并由未被干扰信号污染的去斜信号重构被摒弃的去斜信号。
8.如权利要求7所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测装置，其特征在于，所述重构的方法具体为：对去斜信号进行模数转换，在未被干扰信号污染的去斜信号中随机选取M点，然后根据选取的点构建出感知矩阵，最后通过压缩感知算法重建出被摒弃的去斜信号；K<M，K为去斜信号的稀疏度，所述M、K均为正整数。
9.如权利要求6所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测装置，其特征在于，所述根据干扰信号的频率信息和所述去斜信号得到消除了干扰信号影响的探测结果，具体通过以下的主动抗干扰方式：根据干扰信号的频率信息对宽带步进调频微波信号的生成参数进行调整，以产生避开干扰信号频率的宽带步进调频微波信号。
10.如权利要求6所述基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测装置，其特征在于，所述步进调频光信号的生成方法具体如下：用窄带线性调频微波信号对所述光载波进行载波抑制单边带调制，产生周期和脉宽分别为Tcr和Tcw的线性调频光信号；对所述线性调频光信号进行循环移频，并令Tcr≥NTL和TL≥Tcw，其中N为循环频移的最大次数，TL为循环频移的单次延时，即得到所述步进调频光信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110935142.7A CN113721202B (zh) | 2021-08-16 | 2021-08-16 | 基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110935142.7A CN113721202B (zh) | 2021-08-16 | 2021-08-16 | 基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113721202A CN113721202A (zh) | 2021-11-30 |
| CN113721202B true CN113721202B (zh) | 2023-12-05 |
Family
ID=78675907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110935142.7A Active CN113721202B (zh) | 2021-08-16 | 2021-08-16 | 基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113721202B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114624256B (zh) * | 2022-03-31 | 2023-07-25 | 核工业西南物理研究院 | 用于测量磁流体不稳定性模数的三维微波反射系统及方法 |
| CN116466354B (zh) * | 2023-06-20 | 2023-09-12 | 之江实验室 | 波段可重构微波光子雷达探测方法和系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104333422A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-02-04 | 南京航空航天大学 | 一种微波光子混频方法及多功能微波光子混频器 |
| CN109375201A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-02-22 | 南京航空航天大学 | 微波光子雷达探测与测频一体化实现方法及装置 |
| CN109387833A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-02-26 | 南京航空航天大学 | 基于微波光子正交差频复用的mimo雷达探测方法及装置 |
| CN110601755A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-20 | 南京航空航天大学 | 微波光子射频认知系统 |
| CN111580071A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-08-25 | 南京航空航天大学 | 双波段线性调频雷达正交解调接收方法及装置 |
| WO2021008189A1 (zh) * | 2019-07-16 | 2021-01-21 | 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 |
-
2021
- 2021-08-16 CN CN202110935142.7A patent/CN113721202B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104333422A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-02-04 | 南京航空航天大学 | 一种微波光子混频方法及多功能微波光子混频器 |
| CN109375201A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-02-22 | 南京航空航天大学 | 微波光子雷达探测与测频一体化实现方法及装置 |
| CN109387833A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-02-26 | 南京航空航天大学 | 基于微波光子正交差频复用的mimo雷达探测方法及装置 |
| WO2021008189A1 (zh) * | 2019-07-16 | 2021-01-21 | 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 |
| CN110601755A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-20 | 南京航空航天大学 | 微波光子射频认知系统 |
| CN111580071A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-08-25 | 南京航空航天大学 | 双波段线性调频雷达正交解调接收方法及装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Coherent Optical RF Channelizer With Large Instantaneous Bandwidth and Large In-Band Interference Suppression;Zhenzhou Tang;JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY;第36卷(第19期);全文 * |
| Microwave Photonic Imaging Radar With a Sub-Centimeter-Level Resolution;Cong Ma 等;JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY;第38卷(第18期);全文 * |
| 基于微波光子I/Q去斜接收的宽带线性调频雷达成像系统;杨悦 等;雷达学报;第8卷(第2期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113721202A (zh) | 2021-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230136882A1 (en) | Coherent microwave photonics radar detection method and system based on injection locking frequency multiplication | |
| US7573564B2 (en) | Systems for doppler tracking using photonic mixing detectors | |
| CN113721202B (zh) | 基于宽带频谱感知的微波光子雷达探测方法及装置 | |
| CN108761437B (zh) | 微波光子全极化雷达探测方法及微波光子全极化雷达 | |
| CN111693988A (zh) | 一种激光毫米波一体化测距测速雷达方法及装置 | |
| CN108303704B (zh) | 一种基于偏振调制的激光测量方法及激光雷达 | |
| CN109387833B (zh) | 基于微波光子正交差频复用的mimo雷达探测方法及装置 | |
| CN108802698A (zh) | 基于微波光子倍频与正交解调的雷达探测方法、装置 | |
| CN111580071B (zh) | 双波段线性调频雷达正交解调接收方法及装置 | |
| CN114720947B (zh) | 一种基于光子倍频技术的太赫兹雷达探测方法及系统 | |
| CN115032611B (zh) | 一种基于光子技术的分布式太赫兹雷达探测系统及方法 | |
| CN113281778A (zh) | 一种基于光学锁相的相干激光雷达系统 | |
| Liang et al. | Multi-functional microwave photonic radar system for simultaneous distance and velocity measurement and high-resolution microwave imaging | |
| Zuo et al. | Photonic-assisted filter-free microwave Doppler frequency shift measurement using a fixed low-frequency reference signal | |
| CN115184943A (zh) | 一种基于光子技术的太赫兹雷达探测方法及系统 | |
| CN115079149A (zh) | 双啁啾率微波光子双波段雷达探测方法及装置 | |
| CN114137507A (zh) | 一种微波光子雷达探测装置及其探测方法 | |
| CN114397670A (zh) | 高速运动目标微多普勒测量的激光雷达系统及测量方法 | |
| CN111929663B (zh) | 一种线性调频雷达信号生成系统及生成方法 | |
| CN112285732A (zh) | 光子辅助多普勒雷达探测方法及装置 | |
| CN116338592A (zh) | 一种基于光子混频技术的微波光子雷达系统及探测方法 | |
| 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 | |
| CN115015953B (zh) | 微波驱动的fmcw激光雷达探测装置及其探测方法 | |
| CN114047507B (zh) | 微波-激光雷达一体化集成芯片及应用系统与探测方法 | |
| CN115412172A (zh) | 一种基于偏振复用的微波光子雷达收发终端功能集成方法 |
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 |