CN117031480B - 一种相干微波光子雷达探测方法及系统 - Google Patents

一种相干微波光子雷达探测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种相干微波光子雷达探测方法及系统，基带线性扫频信号和目标回波信号分别通过偏振复用电光调制器中两个子电光调制器对光载波进行调制，获得包含偏振态正交的发射调制光信号和接收调制光信号的偏振复用复合光信号；偏振复用复合光信号分为两路后，一路检偏得到发射调制光信号，完成光电转换与滤波后得到倍频雷达发射信号，雷达发射信号遇到目标反射得到目标回波信号；另一路通过光滤波器滤出一个边带后，解偏振复用为发射调制光信号和接收调制光信号，送入相干接收单元实现相干探测，得到携带探测目标信息的复中频信号。本发明通过单个偏振复用调制器即可实现光子倍频技术及光子相干接收，雷达系统紧凑，抗干扰能力强。

Description

一种相干微波光子雷达探测方法及系统
技术领域
本发明涉及一种雷达探测方法，尤其涉及一种基于光子倍频与相干接收的相干微波光子雷达探测方法及系统。
背景技术
随着雷达技术的发展，实时高分辨率探测能力成为现代雷达技术追求的主要性能之一。为了提高雷达探测精度及实时性，这就需要雷达系统具有较高的工作带宽及较强的抗干扰能力，并且信号可实时高精度处理分析。受限于目前电子技术射频放大、匹配、传输链路在承载宽带信号的产生、采样、处理等功能时，存在潜在的幅度/相位非线性效应、频率响应带宽窄等问题，传统基于电子技术的雷达系统已逐渐遇到瓶颈（参见[S. Kim, N.Myung, " Wideband linear frequency modulated waveform compensation usingsystem predistortion and phase coefficients extraction method," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 17, no. 11, pp. 808-810,2007.]）。得益于微波光子技术的快速发展，微波信号的光域产生、传输、处理，如光子混频、光子采样、光子真延时等为克服传统雷达电子瓶颈问题，改善提高技术性能，提供了新的技术支撑，成为下一代雷达的关键技术（参见 [J. Mckinney, "Photonics illuminates thefuture of radar," Nature, vol. 507, no. 7492, pp. 310-312, 2014.]）。如基于光子倍频技术的宽带雷达探测信号产生及基于光子混频技术的宽带雷达回波信号实时接收处理等技术已在新型雷达接收技术中使用（参见[F. Zhang, Q. Guo, Z. Wang, etc, "Photonics-based broadband radar for high-resolution and real-time inversesynthetic aperture imaging," Optics Express, vol. 25, no. 14, pp. 16274-16281, 2017.]）。但目前基于光子倍频技术实现宽带雷达信号产生与接收的雷达探测方案受限于系统架构多采用直接探测技术，无法实现高信噪比雷达信号接收。此外，无法直接获取中频信号相位信息，相比于相干探测在探测精度上没有优势。虽然也有部分基于光子倍频技术的相干微波光子雷达探测方案提出（参见[Ye X, Zhang F, Yang Y, et al.Photonics-based radar with balanced I/Q de-chirping for interference-suppressed high-resolution detection and imaging. Photonics Research, 2019, 7(3): 265-272.]），但该方案接收信号与参考信号分两路独立传输，会引入参考光信号与接收光信号路径差导致的去调频中频信号幅度、相位、频率不稳定抖动问题。
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，基于偏振复用电光调制器在正交偏振态上同时实现倍频雷达发射信号的产生与接收，基于偏振复用复合信号的偏振分离及相干接收技术实现宽带雷达回波信号的实时相干去调频。单个电光调制器即可实现宽带雷达信号的产生与接收，通过偏振复用实现相干接收中参考光信号与接收光信号的高稳定传输，系统紧凑，抗环境干扰性能优异，探测精度高。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
频率为f LFM 的基带线性扫频信号通过偏振复用电光调制器中X偏振态上的子电光调制器对光载波进行调制，得到包含载波与正负偶阶边带的第一发射调制光信号；目标回波信号通过偏振复用电光调制器中Y偏振态上的子电光调制器对光载波进行调制，得到包含正负一阶边带的第一接收调制光信号；偏振态正交的第一发射调制光信号与第一接收调制光信号合为偏振复用复合光信号从偏振复用电光调制器输出；
偏振复用复合光信号分为两路，一路送入检偏器，检偏器的偏振轴与第一发射调制光信号的偏振态相同，通过检偏器检偏得到第二发射调制光信号，第二发射调制光信号完成光电转换后，通过滤波器滤波后得到倍频的雷达发射信号，雷达发射信号遇到目标反射得到目标回波信号；
所述第一接收调制光信号的正负一阶边带与所述第一发射调制光信号的正负偶阶边带频谱分布重合。另一路偏振复用复合光信号光放大后通过信号选择器滤出其中一个边带后得到单边带偏振复用复合光信号，单边带偏振复用复合光信号通过偏振分束器解偏振复用为第三发射调制光信号和第二接收调制光信号，第三发射调制光信号和第二接收调制光信号分别作为参考光信号与接收光信号送入相干接收单元实现相干探测，得到携带目标信息的复中频信号，对中频信号进行处理，提取获得探测目标信息。
进一步地，所述偏振复用电光调制器为偏振复用马赫-曾德尔调制器、偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器等；当所述偏振复用电光调制器为偏振复用马赫-曾德尔调制器时，所述第一发射调制光信号包含载波与正负二阶边带，可实现二倍频的雷达发射信号；当所述偏振复用电光调制器为偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器时，所述第一发射调制光信号包含载波与正负四阶边带，可实现四倍频的雷达发射信号。
优选地，所述检偏器为偏振分束器、光纤检偏器等。
进一步地，所述倍频雷达发射信号的周期、时宽、带宽、载频等参数可通过设置基带线性扫频信号的周期、时宽、带宽、载频等参数实现。
根据相同的发明思路还可以得到以下技术方案：
一种相干微波光子雷达探测系统，包括：
激光器，用于生成光载波信号f C ；
基带调制信号源，用于生成频率为f LFM 的基带线性扫频信号；
偏振复用电光调制器，用于将频率为f LFM 的基带线性扫频信号通过偏振复用电光调制器中X偏振态上的子电光调制器对光载波进行调制，得到包含载波与偶阶边带的第一发射调制光信号，同时用于将目标回波信号通过偏振复用电光调制器中Y偏振态上的子电光调制器对光载波进行调制，得到包含载波与正负一阶边带的第一接收调制光信号；并将偏振态正交的第一发射调制光信号与第一接收调制光信号合为偏振复用复合光信号；
光耦合器，用于将偏振复用复合光信号分为两路，并分别送入偏振分束器与检偏器；
检偏器，检偏器的偏振轴与第一发射调制光信号的偏振态相同，用于对偏振复用复合光信号进行检偏，得到第二发射调制光信号；
光电探测器，用于将检偏器输出的第二发射调制光信号转换为电信号；
带通滤波器，用于从电信号滤出所需倍频次数的雷达发射信号；
功率放大器及发射天线，用于对倍频的雷达发射信号进行功率放大以及信号发射；
接收天线及低噪声放大器，用于接收雷达回波信号并进行低噪声放大，同时将所述目标回波信号送至偏振复用电光调制器中进行调制；
光放大器，用于将偏振复用复合光信号进行放大；
信号选择器，用于对放大的偏振复用复合光信号进行单边带滤波，得到单边带偏振复用复合光信号；
偏振分束器，用于将单边带偏振复用复合光信号解偏振复用为第三发射调制光信号与第二接收调制光信号，其中，偏振分束器两个输出端中输出第三发射调制光信号的一端偏振态与第一发射调制光信号的偏振态相同，偏振分束器两个输出端中输出第二接收调制光信号的一端偏振态与第一接收调制光信号的偏振态相同；
相干接收单元，用于将第三发射调制光信号和第二接收调制光信号分别作为参考光信号与接收光信号进行相干探测，得到携带目标信息的两路正交中频信号；
信号采集与处理模块，用于将两路正交中频信号进行模数转换，并进行雷达数字信号处理，提取出目标信息。
进一步地，所述相干接收单元包括：
90度光耦合器，用于对输入的参考光信号与接收光信号在光域引入90度相位差，输出四路复合光信号；
两个平衡光电探测器，用于对90度光耦合器输出的四路复合光信号分别进行光电探测，得到携带目标信息的两路正交中频信号。
进一步地，所述偏振复用电光调制器为偏振复用马赫-曾德尔调制器、偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器等；当所述偏振复用电光调制器为偏振复用马赫-曾德尔调制器时，所述第一发射调制光信号包含载波与正负二阶边带，可实现二倍频的雷达发射信号；当所述偏振复用电光调制器为偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器时，所述第一发射调制光信号包含载波与正负四阶边带，可实现四倍频的雷达发射信号。
优选地，所述检偏器为偏振分束器或光纤检偏器。
相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：
1）本发明基于单个偏振复用调制器即可实现基带信号的光子倍频与宽带雷达发射信号的接收，系统紧凑简单，可降低雷达系统的整体成本。
2）本发明基于偏振复用技术在单根光纤实现参考光信号与接收光信号的同步传输，可避免参考光信号与接收光信号路径差导致的去调频中频信号幅度、相位、频率不稳定抖动问题。
3）本发明基于相干接收及平衡探测技术实现宽带雷达回波信号的实时相干接收，在光电域实现宽带雷达回波信号的实时相干去调频处理，可有效抑制共模噪声、多目标自混频干扰及镜频干扰信号，提高雷达探测信噪比。
附图说明
图1为本发明相干微波光子雷达系统原理示意图；
图2为本发明相干微波光子雷达系统一个具体实施例结构示意图；
图3为本发明相干微波光子雷达系统一个具体实施例相干接收单元结构示意图；
图4为本发明相干微波光子雷达系统一个具体实施例中偏振复用马赫-曾德尔调制器的结构示意图；
图5为图2所示相干微波光子雷达系统一个具体实施例中对应节点处产生的信号频谱及信号示意图；
其中，图5中的A对应为偏振复用复合光信号频谱分布，图5中的B对应为第一发射调制光信号（第二发射调制光信号）的频谱分布，图5中的C对应为倍频雷达发射信号的频谱分布，图5中的D对应为单边带偏振复用复合光信号的频谱分布，图5中的E对应为第二接收调制光信号的频谱分布，图5中的F对应为第三发射调制光信号的频谱分布；
图6为图2所示相干微波光子雷达系统一个具体实施例中中频信号时域波形及频谱分布示意图；
其中，图6中的A对应为中频信号中的I路与Q路的时域波形，图6中的B对应为中频信号复数形式的频谱分布。
实施方式
针对现有技术的不足，本发明的思路是基于偏振复用电光调制器同时实现光子倍频宽带雷达发射信号与接收信号的产生与接收，通过偏振复用信号接收端分离及光子相干接收方法实现宽带回波信号相干去调频。本方案雷达系统紧凑简单，通过偏振复用信号传输可提高系统抗环境干扰能力，通过结合平衡探测的相干接收技术可提高系统抗电磁干扰能力。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。
在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
本发明的一种相干微波光子雷达探测系统，如图1所示，包括：激光器、基带调制信号源、偏振复用电光调制器、光耦合器、检偏器、光电探测器（PD）、带通滤波器(BPF)、功率放大器(EA)、发射天线(Ta)、接收天线(Ra)、低噪声放大器(LNA)、光放大器、信号选择器、偏振分束器、相干接收单元、信号采集与处理模块。
首先，基带调制信号源产生频率为f LFM 的基带线性扫频信号，并通过偏振复用电光调制器中X偏振态上的子电光调制器对激光器产生的光载波进行调制，得到包含载波与正负偶阶边带的第一发射调制光信号；同时，目标回波信号通过偏振复用电光调制器中Y偏振态上的子电光调制器对激光器产生的光载波进行调制，得到包含正负一阶边带的第一接收调制光信号；偏振态正交的第一发射调制光信号与第一接收调制光信号合为偏振复用复合光信号从偏振复用电光调制器输出；
偏振复用电光调制器输出的偏振复用复合光信号通过光耦合器分为两路，一路送入检偏器，检偏器的偏振轴与第一发射调制光信号的偏振态相同，通过检偏器检偏得到第二发射调制光信号，第二发射调制光信号送入光电探测器中完成光电转换后，通过带通滤波器滤波后得到倍频的雷达发射信号，雷达发射信号送入功率放大器放大后通过发射天线发射；雷达发射信号遇到目标反射得到目标回波信号被接收天线接收后，送入低噪声放大器进行放大，放大后的目标回波信号即上述调制偏振复用电光调制器的目标回波信号。所述第一接收调制光信号的正负一阶边带与所述第一发射调制光信号的正负偶阶边带频谱分布重合。
另一路偏振复用复合光信号光放大后通过信号选择器滤出其中一个边带后得到单边带偏振复用复合光信号，单边带偏振复用复合光信号送入偏振分束器解偏振复用为第三发射调制光信号和第二接收调制光信号，其中偏振分束器两个输出端中输出第三发射调制光信号的一端偏振态与第一发射调制光信号的偏振态相同，偏振分束器两个输出端中输出第二接收调制光信号的一端偏振态与第一接收调制光信号的偏振态相同；第三发射调制光信号和第二接收调制光信号分别作为参考光信号与接收光信号送入相干接收单元实现相干探测，得到携带目标信息的复中频信号，对所述中频信号进行处理，提取获得探测目标信息。
为了便于公众理解，下面通过一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：
如图2所示，本实施例的相干微波光子雷达探测系统包括：
1个激光器、1个基带调制信号源、1个偏振复用马赫-曾德尔调制器、1个光耦合器、1个光电探测器（PD）、1个带通滤波器(BPF)、1个功率放大器(EA)、1个发射天线(Ta)、1个接收天线(Ra)、1个低噪声放大器(LNA)、2个偏振分束器、1个光放大器、1个光滤波器（OF）、1个相干接收单元、1个信号采集与处理模块。
所述相干接收单元如图3所示，由1个90度光耦合器与2个平衡探测器(BPD1与BPD2)组成。
需要说明的是，所述偏振复用电光调制器为偏振复用马赫-曾德尔调制器、偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器等，当所述偏振复用电光调制器为偏振复用马赫-曾德尔调制器时，所述第一发射调制光信号包含载波与正负二阶边带，实现二倍频的雷达发射信号；当所述偏振复用电光调制器为偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器时，所述第一发射调制光信号包含载波与正负四阶边带，实现四倍频的雷达发射信号。优选地，本实施例选择偏振复用马赫-曾德尔调制器方案，其结构如图4所示，包含两个子马赫-曾德尔调制器、一个90度偏振旋转器（PR）一个偏振合束器（PBC）；其中在偏振复用马赫-曾德尔调制器输入端，光载波信号分为两路，并分别送入两个子马赫-曾德尔调制器输入端；频率为f LFM 的基带线性扫频信号通过偏振复用电光调制器中X偏振态上的子电光调制器对光载波进行调制，得到包含载波与正负偶阶边带的第一发射调制光信号；目标回波信号通过偏振复用电光调制器中Y偏振态上的子电光调制器对光载波进行调制，得到包含正负一阶边带的第一接收调制光信号；将第一接收调制光信号通过90度偏振旋转器（PR）改变偏振态后，第一接收调制光信号与第一发射调制光信号通过偏振复用马赫-曾德尔调制器输出端的偏振合束器（PBC）合为一路偏振复用复合光信号作为偏振复用马赫-曾德尔调制器的输出。
所述检偏器为偏振分束器、光纤检偏器等，优选地，本实施例选择偏振分束器。
所述信号选择器为光滤波器、解波分复用器或波束整形器。优选地，本实施例选择光滤波器。
另外，所述倍频的雷达发射信号的周期、时宽、带宽和载频参数通过设置基带线性扫频信号的周期、时宽、带宽和载频参数实现调节。
本发明的相干微波光子雷达探测系统，首先激光器输出频率为f C 的光载波信号，偏振复用马赫-曾德尔调制器结构如图4所示。在偏振复用马赫-曾德尔调制器输入端，光载波信号分为两路，并分别送入两个子马赫-曾德尔调制器输入端。基带调制信号源产生频率为f LFM = f 0 + kt (0≤ t ≤T)的基带线性扫频信号通过偏振复用马赫-曾德尔调制器中X偏振态上的子马赫-曾德尔调制器（MZM1）对激光器产生的光载波进行调制，其中f 0为基带线性扫频信号的起始频率，t为时间，T为其周期，k为其调频斜率。控制X偏振态上的子马赫-曾德尔调制器的偏置电压使其工作在最大点，得到包含载波与正负二阶扫频边带的第一发射调制光信号，其频谱分布如图5中的B所示，其时域信号可以表示为：
S M (t) = A0 exp[j2πf C t]+ A1 exp[j2π(f C t-2f 0 t-kt 2)]+ A2 exp[j2π(f C t+2f 0 t+kt 2)](0≤ t ≤T) （1）
其中，A0，A1与A2分别为两个扫频边带的幅度。同样地，偏振分束器2输出的第二发射调制光信号与第一发射调制光信号本质上相同，第二发射调制光信号的瞬时频率也如式（1）所示。将第二发射调制光信号送入光电探测器完成光电转换后，通过带通滤波器滤出载波与正负二阶扫频边带拍频得到的二倍频的雷达发射信号，其频谱分布如图5中的C所示，该信号时域可以表示为：
S Tr (t) = A Tr exp[j2π(2f 0 t+kt 2)] (0≤ t ≤T) （2）
其中，A Tr 为二倍频的雷达发射信号的幅度。将雷达发射信号通过功率放大器放大后送入发射天线，信号经发射天线辐射到空间中，遇到探测目标后产生目标回波信号，目标回波信号经接收天线接收并送入低噪声放大器中进行放大，当目标为单点目标时，设目标回波信号相对雷达发射的延时为τ，则目标回波信号时域可以表示为：
S Rr (t) = A Rr exp[j2π(2f 0(t-τ)+k(t-τ)2)] (0≤ t ≤T) （3）
其中A Rr 为接收天线接收的目标回波信号的幅度。目标回波信号通过偏振复用马赫-曾德尔调制器中Y偏振态上的子马赫-曾德尔调制器（MZM2）对激光器产生的光载波进行调制，控制Y偏振态上的子马赫-曾德尔调制器的偏置电压使其工作在最小点得到第一接收调制光信号，其频谱分布如图5中的A所示，该信号时域可以可表示为：
S MR (t) = A3 exp[j2π(f C (t-τ)-2f 0(t-τ)-k(t-τ)2)]+ A4 exp[j2π(f C (t-τ)+2f 0(t-τ)+k(t-τ)2)] (0≤ t ≤T) （4）
其中，A3与A4分别为正负一阶边带的幅度。其与第一、第二发射调制光信号具有相同的频谱分布。将第一接收调制光信号通过90度偏振旋转器（PR）改变偏振态后，第一接收调制光信号与第一发射调制光信号通过偏振复用马赫-曾德尔调制器输出端的偏振合束器（PBC）合为一路偏振复用复合光信号，偏振复用复合光信号包含偏振态正交的第一发射调制光信号与第一接收调制光信号，其频谱分布如图5中的A所示。偏振复用复合光信号通过光耦合器分为两路后，一路送入偏振分束器2。偏振分束器2输出端的偏振态与第一发射调制光信号一致，偏振分束器2输出端输出的信号仅包含第一发射调制光信号，与偏振复用马赫-曾德尔调制器中X偏振态上的子马赫-曾德尔调制器（MZM1）输出信号光谱相同，此信号即为上述送入高频光电探测器的第二发射调制光信号。
光耦合器输出的另一路信号送入光放大器中进行放大，放大后的偏振复用复合光信号通过光滤波器滤出其中一个边带后得到单边带偏振复用复合光信号，其频谱分布如图5中的D所示。单边带偏振复用复合光信号通过偏振分束器1解偏振复用为第三发射调制光信号和第二接收调制光信号，其中，第二接收调制光信号的频谱分布如图5中的E所示，第三发射调制光信号的频谱分布如图5中的F所示。第三发射调制光信号和第二接收调制光信号分别作为参考光信号与接收光信号送入相干接收单元中90度光耦合器的两个输入端，完成雷达接收信号的相干去调频，忽略寄生相位，在两个平衡光电探测器输出的两个正交的中频电信号可以表示为：
(0≤ t ≤T) (5)
即携带目标信息中频信号的两个正交分量S I (t)、S Q (t)，其中φ为中频信号的相位信息，其时域波形如图6中的A 所示，对应信号复数形式为：
S IF (t) = S I (t)+ jS Q (t)=Aexp[j4πkτt+jφ] (0≤ t ≤T) (6)
A为中频信号的幅度，将该中频信号模数转换后，基于雷达信号处理算法即可得到目标距离、速度、散射特性等信息，其频谱如图6中的B所示。
综上，本发明基于单个偏振复用调制器即可实现基带信号的光子倍频与宽带雷达发射信号的接收，系统紧凑简单，从而降低了雷达系统的整体成本。本发明基于偏振复用技术在单根光纤实现参考光信号与接收光信号的同步传输，避免了参考光信号与接收光信号路径差导致的去调频中频信号幅度、相位、频率不稳定抖动问题。本发明基于相干接收及平衡探测技术实现宽带雷达回波信号的实时相干接收，在光电域实现宽带雷达回波信号的实时相干去调频处理，从而有效抑制共模噪声、多目标自混频干扰及镜频干扰信号，提高了雷达探测信噪比。
最后，需要注意的是，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法把所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种相干微波光子雷达探测方法，其特征在于，该方法具体为：
频率为fLFM的基带线性扫频信号通过偏振复用电光调制器中X偏振态上的子电光调制器对光载波进行调制，得到包含载波与正负偶阶边带的第一发射调制光信号；目标回波信号通过偏振复用电光调制器中Y偏振态上的子电光调制器对光载波进行调制，得到包含正负一阶边带的第一接收调制光信号；偏振态正交的第一发射调制光信号与第一接收调制光信号合为偏振复用复合光信号从偏振复用电光调制器输出；所述第一接收调制光信号的正负一阶边带与所述第一发射调制光信号的正负偶阶边带频谱分布重合；
偏振复用复合光信号分为两路，一路送入检偏器，检偏器的偏振轴与第一发射调制光信号的偏振态相同，通过检偏器检偏得到第二发射调制光信号，第二发射调制光信号完成光电转换后，通过滤波器滤波后得到倍频的雷达发射信号，雷达发射信号遇到目标反射得到目标回波信号；
另一路偏振复用复合光信号光放大后通过信号选择器滤出其中一个边带后得到单边带偏振复用复合光信号，单边带偏振复用复合光信号通过偏振分束器解偏振复用为第三发射调制光信号和第二接收调制光信号，第三发射调制光信号和第二接收调制光信号分别作为参考光信号与接收光信号送入相干接收单元实现相干探测，得到携带目标信息的两路正交中频信号，对所述两路正交中频信号进行处理，提取获得探测目标信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏振复用电光调制器为偏振复用马赫-曾德尔调制器或偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器；当所述偏振复用电光调制器为偏振复用马赫-曾德尔调制器时，所述第一发射调制光信号包含载波与正负二阶边带，实现二倍频的雷达发射信号；当所述偏振复用电光调制器为偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器时，所述第一发射调制光信号包含载波与正负四阶边带，实现四倍频的雷达发射信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检偏器为偏振分束器或光纤检偏器。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述倍频的雷达发射信号的周期、时宽、带宽和载频参数通过设置基带线性扫频信号的周期、时宽、带宽和载频参数实现调节。
5.一种相干微波光子雷达探测系统，其特征在于，包括：
激光器，用于生成光载波信号fC；
基带调制信号源，用于生成频率为fLFM的基带线性扫频信号；
偏振复用电光调制器，用于将频率为fLFM的基带线性扫频信号通过偏振复用电光调制器中X偏振态上的子电光调制器对光载波进行调制，得到包含载波与偶阶边带的第一发射调制光信号，同时用于将目标回波信号通过偏振复用电光调制器中Y偏振态上的子电光调制器对光载波进行调制，得到包含载波与正负一阶边带的第一接收调制光信号；并将偏振态正交的第一发射调制光信号与第一接收调制光信号合为偏振复用复合光信号；
光耦合器，用于将偏振复用复合光信号分为两路，并分别送入偏振分束器与检偏器；
检偏器，检偏器的偏振轴与第一发射调制光信号的偏振态相同，用于对偏振复用复合光信号进行检偏，得到第二发射调制光信号；
光电探测器，用于将检偏器输出的第二发射调制光信号转换为电信号；
带通滤波器，用于从电信号滤出所需倍频次数的雷达发射信号；
功率放大器及发射天线，用于对倍频的雷达发射信号进行功率放大以及信号发射；
接收天线及低噪声放大器，用于接收雷达回波信号并进行低噪声放大，同时将所述目标回波信号送至偏振复用电光调制器中进行调制；
光放大器，用于将偏振复用复合光信号进行放大；
信号选择器，用于对放大的偏振复用复合光信号进行单边带滤波，得到单边带偏振复用复合光信号；
偏振分束器，用于将单边带偏振复用复合光信号解偏振复用为第三发射调制光信号与第二接收调制光信号，其中，偏振分束器两个输出端中输出第三发射调制光信号的一端偏振态与第一发射调制光信号的偏振态相同，偏振分束器两个输出端中输出第二接收调制光信号的一端偏振态与第一接收调制光信号的偏振态相同；
相干接收单元，用于将第三发射调制光信号和第二接收调制光信号分别作为参考光信号与接收光信号进行相干探测，得到携带目标信息的两路正交中频信号；
信号采集与处理模块，用于将两路正交中频信号进行模数转换，并进行雷达数字信号处理，提取出目标信息。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述相干接收单元包括：
90度光耦合器，用于对输入的参考光信号与接收光信号在光域引入90度相位差，输出四路复合光信号；
两个平衡光电探测器，用于对90度光耦合器输出的四路复合光信号分别进行光电探测，得到携带目标信息的两路正交中频信号。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述偏振复用电光调制器为偏振复用马赫-曾德尔调制器或偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器；当所述偏振复用电光调制器为偏振复用马赫-曾德尔调制器时，所述第一发射调制光信号包含载波与正负二阶边带，实现二倍频的雷达发射信号；当所述偏振复用电光调制器为偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器时，所述第一发射调制光信号包含载波与正负四阶边带，实现四倍频的雷达发射信号。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述信号选择器为光滤波器、解波分复用器或波束整形器。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述检偏器为偏振分束器或光纤检偏器。
10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述倍频的雷达发射信号的周期、时宽、带宽和载频参数通过设置基带线性扫频信号的周期、时宽、带宽和载频参数实现调节。
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