CN114137507A - 一种微波光子雷达探测装置及其探测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微波光子雷达探测装置及其探测方法，该装置包括信号调频模块、发射端、接收端、混频模块和信号处理模块；信号调频模块用于调制基带信号产生线性调频信号；线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍；混频模块用于将线性调频信号与回波信号混频，获得中频信号；中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率加多普勒频移；信号处理模块用于处理中频信号，获得实时的多普勒频移；多普勒频移的正负代表径向速度方向。本发明通过设置双波段线性调频信号，相对于三段线性调频信号，简化了信号处理过程。

Description

一种微波光子雷达探测装置及其探测方法
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种微波光子雷达探测装置及其探测方法。
背景技术
线性调频信号是一种频率随时间线性变化的信号，因其良好的脉冲压缩特性可以有效的解决传统单脉冲雷达存在的探测距离和距离分辨率相矛盾的问题，被广泛应用在脉冲压缩雷达系统中。但是对于一个运动的物体而言，经雷达回波去斜处理后的中频信号所携带的信息为距离和径向速度信息的耦合，我们难以将这两个信息分辨出来，所以双线性调频信号的方法被提了出来。
在已有的研究中，双线性调频信号多为X型或者V字型，采用这种信号进行探测之后可以分别得到目标的距离信息和径向速度信息，但是就针对径向速度信息而言，可以获得该物体径向速度的大小，但是不能实时获得径向速度方向。
华中科技大学某个团队曾经采用三段线性调频信号来进行目标探测，其中两个波段的信号线性调频斜率相同、带宽相同但是中心频率不同，另外一波段与之线性调频斜率相反、中心频率不同、带宽相同。用这种信号进行探测不仅可以得到径向速度的大小还可以实时获得径向速度的方向。但是这种方法采用三段线性调频信号来进行目标探测，信号处理过程繁琐。
发明内容
本发明实施例提供了一种微波光子雷达探测装置，以解决微波光子雷达探测实时径向速度方向时，信号处理过程繁琐问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种微波光子雷达探测装置，包括：信号调频模块、发射端、接收端、混频模块和信号处理模块；
所述信号调频模块用于调制基带信号产生线性调频信号；所述线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；所述第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍；
所述发射端用于发射所述线性调频信号；
所述接收端用于接收目标反射的回波信号；
所述混频模块用于将所述线性调频信号与所述回波信号混频，获得中频信号；所述中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率加多普勒频移；
所述信号处理模块用于处理所述中频信号，获得实时的多普勒频移；所述多普勒频移的正负代表径向速度方向。
在一种可能的实现方式中，所述信号调频模块包括马赫增德尔调制器、光滤波器、第一光电探测器、低通滤波器和功分器；
所述基带信号为激光信号；
所述马赫增德尔调制器用于根据线性调频偏置电压信号调制激光信号，获得第一调制光信号；所述第一调制光信号包括载波、两个一阶边带和两个二阶边带；
所述光滤波器用于滤除所述第一调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第一滤波后光信号；所述第一滤波后光信号的一阶边带分别与两个二阶边带的波长差是三倍关系；
所述第一光电探测器用于将所述第一滤波后光信号拍频，获得第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第二线性调频信号的频率是所述第一线性调频信号的频率的三倍；
所述低通滤波器将所述线性调频信号滤波后，传输至功分器；
所述功分器用于将所述线性调频信号分成两路，一路传输至发射端，另一路传输至混频模块。
在一种可能的实现方式中，所述目标反射第一线性调频信号后生成第一回波信号；
所述目标反射第二线性调频信号后生成第二回波信号；
所述混频模块将所述第一线性调频信号和第一回波信号混频，获得第一中频信号；所述第一中频信号的频率为回波延时乘以第一线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移；
所述混频模块将所述第二线性调频信号和第二回波信号混频，获得第二中频信号；所述第二中频信号频率为回波延时乘以第二线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移。
在一种可能的实现方式中，所述信号处理模块还用于获得径向速度大小和目标距离；
所述径向速度大小为多普勒频移除以第二线性调频信号的中心频率，再乘以光速；
所述目标距离为回波延时乘以光速除以二。
在一种可能的实现方式中，所述微波光子雷达探测装置还包括光分束器、可调延时线、可调衰减器、第二光电探测器和耦合器
所述马赫增德尔调制器还用于产生第二调制光信号，所述第二调制光信号的二阶边带与第一调制光信号的二阶边带相位相反；
所述光滤波器还用于滤除所述第二调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第二滤波后光信号；
所述光分束器用于分束，将第一滤波后光信号传输至第一光电探测器，将第二滤波后光信号传输至可调延时线；
所述可调延时线用于使第二滤波后光信号产生延时，获得延时后光信号；
所述可调衰减器用于衰减所述延时后光信号的光功率，获得衰减后光信号；
所述第二光电探测器用于将所述衰减后光信号拍频，获得第三线性调频信号和第四线性调频信号；所述第三线性调频信号的相位与所述第一线性调频信号的相位相反；所述第四线性调频信号的相位与所述第二线性调频信号的相位相反；
所述耦合器用于将第三线性调频信号与第一回波信号耦合，消除发射端的第一线性调频信号对接收端的干扰；
所述耦合器还用于将第四线性调频信号与第二回波信号耦合，消除发射端的第二线性调频信号对接收端的干扰。
第二方面，本发明实施例提供了一种微波光子雷达探测方法，所述方法包括：
对基带信号调制产生线性调频信号；所述线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；所述第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍；
发射线性调频信号；
接收目标反射的回波信号；
将所述线性调频信号与所述回波信号混频，获得中频信号；所述中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率，加多普勒频移；
处理所述中频信号，获得实时的多普勒频移；所述多普勒频移的正负代表径向速度方向。
在一种可能的实现方式中，所述对基带信号调制产生线性调频信号；所述线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；所述第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍，包括：
对基带信号调制产生第一调制光信号，所述第一调制光信号包括载波、两个一阶边带和两个二阶边带；
滤除所述第一调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第一滤波后光信号；所述第一滤波后光信号的一阶边带分别与两个二阶边带的波长差是三倍关系；
将所述第一滤波后光信号拍频，获得第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第二线性调频信号的频率是所述第一线性调频信号的频率的三倍。
在一种可能的实现方式中，所述接收目标反射的回波信号；将所述线性调频信号与所述回波信号混频，获得中频信号；所述中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率，加多普勒频移，包括：
接收第一回波信号，所述第一回波信号为目标反射第一线性调频信号后生成的回波信号；
接收第二回波信号，所述第二回波信号为目标反射第二线性调频信号后生成的回波信号；
将所述第一线性调频信号和第一回波信号混频，获得第一中频信号；所述第一中频信号的频率为回波延时乘以第一线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移；
将所述第二线性调频信号和第二回波信号混频，获得第二中频信号；所述第二中频信号频率为回波延时乘以第二线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移。
在一种可能的实现方式中，所述处理所述中频信号，获得实时的多普勒频移；所述多普勒频移的正负代表径向速度方向之后还包括：
处理所述中频信号，获得径向速度大小和目标距离；所述径向速度大小为多普勒频移除以第二线性调频信号的中心频率，再乘以光速；所述目标距离为回波延时乘以光速除以二。
在一种可能的实现方式中，所述对基带信号调制产生线性调频信号，还包括：
产生第二调制光信号，所述第二调制光信号的二阶边带与第一调制光信号的二阶边带相位相反；
滤除所述第二调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第二滤波后光信号；
对第二滤波后光信号进行延时，获得延时后光信号；
衰减所述延时后光信号的光功率，获得衰减后光信号；
将所述衰减后光信号拍频，获得第三线性调频信号和第四线性调频信号；所述第三线性调频信号的相位与所述第一线性调频信号的相位相反；所述第四线性调频信号的相位与所述第二线性调频信号的相位相反；
相应的，所述将所述线性调频信号与所述回波信号混频，获得中频信号之前，还包括：
将第三线性调频信号与第一回波信号耦合，消除发射端的第一线性调频信号对接收端的干扰；
将第四线性调频信号与第二回波信号耦合，消除发射端的第二线性调频信号对接收端的干扰。
本发明实施例提供一种微波光子雷达探测装置，包括信号调频模块、发射端、接收端、混频模块和信号处理模块；所述信号调频模块用于调制基带信号产生线性调频信号；所述线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；所述第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍；所述发射端用于发射所述线性调频信号；所述接收端用于接收目标反射的回波信号；所述混频模块用于将所述线性调频信号与所述回波信号混频，获得中频信号；所述中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率加多普勒频移；所述信号处理模块用于处理所述中频信号，获得实时的多普勒频移；所述多普勒频移的正负代表径向速度方向。通过设置双波段线性调频信号，所述第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同，所述第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍，相对于三段线性调频信号，简化了信号处理过程；探测频率提升至基带频率的三倍，提高了目标分辨率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的微波光子雷达探测装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的信号调频模块的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的干扰消除微波光子雷达探测装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的光谱图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。
本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含，并不仅限于文中列举的示例。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：
图1为本发明实施例提供的一种微波光子雷达探测装置的结构示意图。参照图1，该装置包括：信号调频模块1、发射端2、接收端3、混频模块4和信号处理模块5。
信号调频模块1用于调制基带信号产生线性调频信号；线性调频是一种扩展频谱调制技术；其频率的变化与时间呈线性关系。
线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍。
第二线性调频信号将基带信号的频率进行三倍频，提高了探测分辨率。
发射端2用于发射线性调频信号。
接收端3用于接收目标反射的回波信号；回波信号产生是由于信号经目标反射后，被目标吸收一部分能量，产生了衰减延迟。
混频模块4用于将线性调频信号与回波信号混频，获得中频信号；中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率加多普勒频移；线性调频信号的线性时频关系的斜率为线性调频斜率。
信号处理模块5用于处理中频信号，获得实时的多普勒频移；多普勒频移的正负代表径向速度方向。
径向速度是物体运动速度在朝向雷达方向的速度分量，即速度矢量在朝向雷达方向的投影。
示例性的，多普勒频移为正代表物体正在以远离雷达的方向运动；多普勒频移为负代表物体正在以靠近雷达的方向运动。
图2是本发明实施例提供的信号调频模块的结构示意图；参照图2：
在一个可选的实施例中，信号调频模块1包括马赫增德尔调制器101、光滤波器102、第一光电探测器103、低通滤波器104和功分器105。
基带信号为激光信号。
示例性的，上述激光信号是由窄线宽激光器产生一束单频的连续波。
马赫增德尔调制器101用于根据线性调频偏置电压信号调制激光信号，获得第一调制光信号；参照图4中a，本发明实施例提供的光谱图的横轴代表波长，纵轴代表光强，第一调制光信号的光谱包括载波、两个一阶边带和两个二阶边带。
光滤波器102用于滤除第一调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第一滤波后光信号；参照图4中b，第一滤波后光信号的光谱包括一个一阶边带和两个二阶边带；第一滤波后光信号的一阶边带分别与两个二阶边带的波长差是三倍关系；上述波长差与光电探测器拍频后的频率成正比。
第一光电探测器103用于将第一滤波后光信号拍频，获得第一线性调频信号和第二线性调频信号；第二线性调频信号的频率是第一线性调频信号的频率的三倍。
低通滤波器104将线性调频信号滤波后，传输至功分器105；低通滤波是一种过滤方式，规则为低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。上述低通滤波器104具体用于滤除光电探测器在拍频过程中产生的高频四倍频信号。
功分器105用于将线性调频信号分成两路，一路传输至发射端2，另一路传输至混频模块4。
在一个可选的实施例中，目标反射第一线性调频信号后生成第一回波信号。
目标反射第二线性调频信号后生成第二回波信号。
混频模块4将第一线性调频信号和第一回波信号混频，获得第一中频信号；第一中频信号的频率为回波延时乘以第一线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移。
混频模块4将第二线性调频信号和第二回波信号混频，获得第二中频信号；第二中频信号频率为回波延时乘以第二线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移。
本发明实施例的中频信号可以为：
f1＝k1τ+Ωd
f2＝k2τ+Ωd
其中，f1代表第一中频信号；f2代表第二中频信号；k1代表第一线性调频信号的线性调频斜率；k2代表第二线性调频信号的线性调频斜率；τ代表回波延时；Ωd代表多普勒频移；其中k1*3＝k2。
示例性的，当目标静止时，Ωd为0，本发明实施例的中频信号可以为：
f1＝k1τ
f2＝k2τ
在一个可选的实施例中，信号处理模块5还用于获得径向速度大小和目标距离。
径向速度大小为多普勒频移除以第二线性调频信号的中心频率，再乘以光速。
目标距离为回波延时乘以光速除以二。
多数的雷达系统都采用双天线收发的模式，发射和接收是同时进行的，并且发射信号的功率远大于接收信号的功率，接收端3不可避免的会受接收到来自发射端2的干扰信号。
图3是本发明实施例提供的干扰消除微波光子雷达探测装置的结构示意图；参照图3：
在一个可选的实施例中，微波光子雷达探测装置还包括光分束器106、可调延时线107、可调衰减器108、第二光电探测器109和耦合器110
马赫增德尔调制器101还用于产生第二调制光信号；参照图4中c，第二调制光信号的二阶边带与第一调制光信号的二阶边带相位相反。
示例性的，上述马赫增德尔调制器101可以是双偏振双驱动马赫增德尔调制器。
光滤波器102还用于滤除第二调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第二滤波后光信号；参照图4中d，第二滤波后光信号包括一个一阶边带和两个二阶边带，第二滤波后的光信号的二阶边带与第一滤波后光信号的二阶边带相位相反。
光分束器106用于分束，将第一滤波后光信号传输至第一光电探测器103，将第二滤波后光信号传输至可调延时线107。
示例性的，光分束器106可以是偏振分束器。
可调延时线107用于使第二滤波后光信号产生延时，获得延时后光信号。
可调衰减器108用于衰减延时后光信号的光功率，获得衰减后光信号。
第二光电探测器109用于将衰减后光信号拍频，获得第三线性调频信号和第四线性调频信号；第三线性调频信号的相位与第一线性调频信号的相位相反；第四线性调频信号的相位与第二线性调频信号的相位相反。
耦合器110用于将第三线性调频信号与第一回波信号耦合，消除发射端2的第一线性调频信号对接收端3的干扰。
耦合器110还用于将第四线性调频信号与第二回波信号耦合，消除发射端2的第二线性调频信号对接收端3的干扰。
信号调频模块1在产生该第一线性调频信号和第二线性调频信号的同时，再产生一个与之各频点相位相差180°、其它各指标都相同的第三线性调频信号和第四线性调频信号，通过调节第三线性调频信号和第四线性调频信号的延时与幅度与从发射端2直接泄露到接收端3的干扰信号相同，然后与回波信号进行耦合即可将干扰信号消除。
即，可调延时线107具体用于调节第二滤波后光信号的延时，以使第三线性调频信号的延时与接收端3接收的第一线性调频信号的延时一致，使第四线性调频信号的延时与接收端3接收的第二线性调频信号的延时一致。
相应的，可调衰减器108具体用于调节延时后光信号的光功率，以使第三线性调频信号的幅度与接收端3接收的第一线性调频信号的幅度一致，使第四线性调频信号的幅度与接收端3接收的第二线性调频信号的幅度一致。
本发明实施例提供了一种微波光子雷达探测方法，该方法包括：
对基带信号调制产生线性调频信号；线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍。第二线性调频信号将基带信号的频率进行三倍频，提高了探测分辨率。
发射线性调频信号。
接收目标反射的回波信号；
将线性调频信号与回波信号混频，获得中频信号；中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率，加多普勒频移。线性调频信号的线性时频关系的斜率为线性调频斜率。
处理中频信号，获得实时的多普勒频移；多普勒频移的正负代表径向速度方向。
径向速度是物体运动速度在朝向雷达方向的速度分量，即速度矢量在朝向雷达方向的投影。
示例性的，多普勒频移为正代表物体正在以远离雷达的方向运动；多普勒频移为负代表物体正在以靠近雷达的方向运动。
在一个可选的实施例中，对基带信号调制产生线性调频信号，包括：
对基带信号调制产生第一调制光信号；参照图4中a，光谱的横轴代表波长，纵轴代表光强，第一调制光信号包括载波、两个一阶边带和两个二阶边带。
滤除第一调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第一滤波后光信号；参照图4中b，第一滤波后光信号的光谱包括一个一阶边带和两个二阶边带；第一滤波后光信号的一阶边带分别与两个二阶边带的波长差是三倍关系；上述波长差与光电探测器拍频后的频率成正比。
将第一滤波后光信号拍频，获得第一线性调频信号和第二线性调频信号；第二线性调频信号的频率是第一线性调频信号的频率的三倍。
在一个可选的实施例中，接收目标反射的回波信号；将线性调频信号与回波信号混频，获得中频信号；中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率，加多普勒频移，包括：
接收第一回波信号，第一回波信号为目标反射第一线性调频信号后生成的回波信号。
接收第二回波信号，第二回波信号为目标反射第二线性调频信号后生成的回波信号。
将第一线性调频信号和第一回波信号混频，获得第一中频信号；第一中频信号的频率为回波延时乘以第一线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移；
将第二线性调频信号和第二回波信号混频，获得第二中频信号；第二中频信号频率为回波延时乘以第二线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移。
本发明实施例的中频信号可以为：
f1＝k1τ+Ωd
f2＝k2τ+Ωd
其中，f1代表第一中频信号；f2代表第二中频信号；k1代表第一线性调频信号的线性调频斜率；k2代表第二线性调频信号的线性调频斜率；τ代表回波延时；Ωd代表多普勒频移；其中k1*3＝k2。
示例性的，当目标静止时，Ωd为0，本发明实施例的中频信号可以为：
f1＝k1τ
f2＝k2τ
在一个可选的实施例中，处理中频信号，获得实时的多普勒频移；多普勒频移的正负代表径向速度方向之后还包括：
处理中频信号，获得径向速度大小和目标距离；径向速度大小为多普勒频移除以第二线性调频信号的中心频率，再乘以光速；目标距离为回波延时乘以光速除以二。
多数的雷达系统都采用双天线收发的模式，发射和接收是同时进行的，并且发射信号的功率远大于接收信号的功率，接收端3不可避免的会受接收到来自发射端2的干扰信号。
在一个可选的实施例中，对基带信号调制产生线性调频信号，还包括：
产生第二调制光信号；参照图4中c，第二调制光信号的二阶边带与第一调制光信号的二阶边带相位相反；
滤除第二调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第二滤波后光信号；参照图4中d，第二滤波后光信号包括一个一阶边带和两个二阶边带，第二滤波后的光信号的二阶边带与第一滤波后光信号的二阶边带相位相反。
对第二滤波后光信号进行延时，获得延时后光信号。
衰减延时后光信号的光功率，获得衰减后光信号。
将衰减后光信号拍频，获得第三线性调频信号和第四线性调频信号；第三线性调频信号的相位与第一线性调频信号的相位相反；第四线性调频信号的相位与第二线性调频信号的相位相反。
相应的，将线性调频信号与回波信号混频，获得中频信号之前，还包括：
将第三线性调频信号与第一回波信号耦合，消除发射端2的第一线性调频信号对接收端3的干扰。
将第四线性调频信号与第二回波信号耦合，消除发射端2的第二线性调频信号对接收端3的干扰。
在产生该第一线性调频信号和第二线性调频信号的同时，再产生一个与之各频点相位相差180°、其它各指标都相同的第三线性调频信号和第四线性调频信号，通过调节第三线性调频信号和第四线性调频信号的延时与幅度与从发射端2直接泄露到接收端3的干扰信号相同，然后与回波信号进行耦合即可将干扰信号消除。
即，调节第二滤波后光信号的延时，以使第三线性调频信号的延时与接收端3接收的第一线性调频信号的延时一致，使第四线性调频信号的延时与接收端3接收的第二线性调频信号的延时一致。
相应的，调节延时后光信号的光功率，以使第三线性调频信号的幅度与接收端3接收的第一线性调频信号的幅度一致，使第四线性调频信号的幅度与接收端3接收的第二线性调频信号的幅度一致。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种微波光子雷达探测装置，其特征在于，包括信号调频模块、发射端、接收端、混频模块和信号处理模块；
所述信号调频模块用于调制基带信号产生线性调频信号；所述线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；所述第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍；
所述发射端用于发射所述线性调频信号；
所述接收端用于接收目标反射的回波信号；
所述混频模块用于将所述线性调频信号与所述回波信号混频，获得中频信号；所述中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率加多普勒频移；
所述信号处理模块用于处理所述中频信号，获得实时的多普勒频移；所述多普勒频移的正负代表径向速度方向。
2.如权利要求1所述的一种微波光子雷达探测装置，其特征在于，所述信号调频模块包括马赫增德尔调制器、光滤波器、第一光电探测器、低通滤波器和功分器；
所述基带信号为激光信号；
所述马赫增德尔调制器用于根据线性调频偏置电压信号调制激光信号，获得第一调制光信号；所述第一调制光信号包括载波、两个一阶边带和两个二阶边带；
所述光滤波器用于滤除所述第一调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第一滤波后光信号；所述第一滤波后光信号的一阶边带分别与两个二阶边带的波长差是三倍关系；
所述第一光电探测器用于将所述第一滤波后光信号拍频，获得第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第二线性调频信号的频率是所述第一线性调频信号的频率的三倍；
所述低通滤波器将所述线性调频信号滤波后，传输至功分器；
所述功分器用于将所述线性调频信号分成两路，一路传输至发射端，另一路传输至混频模块。
3.如权利要求2所述的一种微波光子雷达探测装置，其特征在于，
所述目标反射第一线性调频信号后生成第一回波信号；
所述目标反射第二线性调频信号后生成第二回波信号；
所述混频模块将所述第一线性调频信号和第一回波信号混频，获得第一中频信号；所述第一中频信号的频率为回波延时乘以第一线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移；
所述混频模块将所述第二线性调频信号和第二回波信号混频，获得第二中频信号；所述第二中频信号频率为回波延时乘以第二线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移。
4.如权利要求3所述的一种微波光子雷达探测装置，其特征在于，所述信号处理模块还用于获得径向速度大小和目标距离；
所述径向速度大小为多普勒频移除以第二线性调频信号的中心频率，再乘以光速；
所述目标距离为回波延时乘以光速除以二。
5.如权利要求3所述的一种微波光子雷达探测装置，其特征在于，还包括光分束器、可调延时线、可调衰减器、第二光电探测器和耦合器
所述马赫增德尔调制器还用于产生第二调制光信号，所述第二调制光信号的二阶边带与第一调制光信号的二阶边带相位相反；
所述光滤波器还用于滤除所述第二调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第二滤波后光信号；
所述光分束器用于分束，将第一滤波后光信号传输至第一光电探测器，将第二滤波后光信号传输至可调延时线；
所述可调延时线用于使第二滤波后光信号产生延时，获得延时后光信号；
所述可调衰减器用于衰减所述延时后光信号的光功率，获得衰减后光信号；
所述第二光电探测器用于将所述衰减后光信号拍频，获得第三线性调频信号和第四线性调频信号；所述第三线性调频信号的相位与所述第一线性调频信号的相位相反；所述第四线性调频信号的相位与所述第二线性调频信号的相位相反；
所述耦合器用于将第三线性调频信号与第一回波信号耦合，消除发射端的第一线性调频信号对接收端的干扰；
所述耦合器还用于将第四线性调频信号与第二回波信号耦合，消除发射端的第二线性调频信号对接收端的干扰。
6.一种微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述方法包括：
对基带信号调制产生线性调频信号；所述线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；所述第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍；
发射线性调频信号；
接收目标反射的回波信号；
将所述线性调频信号与所述回波信号混频，获得中频信号；所述中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率，加多普勒频移；
处理所述中频信号，获得实时的多普勒频移；所述多普勒频移的正负代表径向速度方向。
7.如权利要求6所述的一种微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述对基带信号调制产生线性调频信号；所述线性调频信号包括第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第一线性调频信号的频率与基带信号的频率相同；所述第二线性调频信号的频率是基带信号的频率的三倍，包括：
对基带信号调制产生第一调制光信号，所述第一调制光信号包括载波、两个一阶边带和两个二阶边带；
滤除所述第一调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第一滤波后光信号；所述第一滤波后光信号的一阶边带分别与两个二阶边带的波长差是三倍关系；
将所述第一滤波后光信号拍频，获得第一线性调频信号和第二线性调频信号；所述第二线性调频信号的频率是所述第一线性调频信号的频率的三倍。
8.如权利要求7所述的一种微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述接收目标反射的回波信号；将所述线性调频信号与所述回波信号混频，获得中频信号；所述中频信号的频率为回波延时乘以线性调频斜率，加多普勒频移，包括：
接收第一回波信号，所述第一回波信号为目标反射第一线性调频信号后生成的回波信号；
接收第二回波信号，所述第二回波信号为目标反射第二线性调频信号后生成的回波信号；
将所述第一线性调频信号和第一回波信号混频，获得第一中频信号；所述第一中频信号的频率为回波延时乘以第一线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移；
将所述第二线性调频信号和第二回波信号混频，获得第二中频信号；所述第二中频信号频率为回波延时乘以第二线性调频信号的线性调频斜率，加多普勒频移。
9.如权利要求8所述的一种微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述处理所述中频信号，获得实时的多普勒频移；所述多普勒频移的正负代表径向速度方向之后还包括：
处理所述中频信号，获得径向速度大小和目标距离；所述径向速度大小为多普勒频移除以第二线性调频信号的中心频率，再乘以光速；所述目标距离为回波延时乘以光速除以二。
10.如权利要求9所述的一种微波光子雷达探测方法，其特征在于，所述对基带信号调制产生线性调频信号，还包括：
产生第二调制光信号，所述第二调制光信号的二阶边带与第一调制光信号的二阶边带相位相反；
滤除所述第二调制光信号的载波和其中一个一阶边带，获得第二滤波后光信号；
对第二滤波后光信号进行延时，获得延时后光信号；
衰减所述延时后光信号的光功率，获得衰减后光信号；
将所述衰减后光信号拍频，获得第三线性调频信号和第四线性调频信号；所述第三线性调频信号的相位与所述第一线性调频信号的相位相反；所述第四线性调频信号的相位与所述第二线性调频信号的相位相反；
相应的，所述将所述线性调频信号与所述回波信号混频，获得中频信号之前，还包括：
将第三线性调频信号与第一回波信号耦合，消除发射端的第一线性调频信号对接收端的干扰；
将第四线性调频信号与第二回波信号耦合，消除发射端的第二线性调频信号对接收端的干扰。
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