CN117554923A - 雷达运行系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种雷达运行系统，涉及雷达技术领域，包括激光器，用于输出光源信号；第一级频率转换模块，用于在对光源信号进行第一相位调制后，对调制后的光源信号进行分路，以获得第一分路信号；第二级频率转换模块，用于在对第一分路信号进行第二相位调制后，对调制后的第一分路信号进行分路，以获得第二分路信号；天线前端，用于接收并发送第一电信号，第一电信号是第二分路信号中的第一分路光信号完成光电信号转换后的电信号；回波下变频接收模块，用于基于第一分路信号和第一电信号，提取第一目标信息；回波去斜接收模块，用于基于第二分路信号和第一电信号，提取第二目标信息。由此可以实现脉冲体制和连续波体制于一体，实现多体制一体工作。

Description

雷达运行系统

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，更具体地，涉及一种雷达运行系统。

背景技术

相比于光学等其他探测手段，雷达探测目标具有距离远、全天候、全天时的特征，其主要是通过向目标发射大气衰减较少的电磁波来实现对目标的远距离发现与定位。当前，雷达装备除了能够对目标进行远程发现与定位外，还能够实现识别与成像等功能，但其实现多基于不同体制，脉冲体制多用于远程搜索发现，连续波体制多用于识别和成像等。

现有数字阵列雷达基于电子技术实现，受电磁兼容性和电子迁移速率影响难以实现多频段、大带宽工作，且电磁兼容性差，难以实现多体制一体工作。

由此，亟需一种新的技术方案以解决上述技术问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

第一方面，本发明提出一种雷达运行系统，包括：

激光器，用于输出光源信号；

第一级频率转换模块，用于在对光源信号进行第一相位调制后，对调制后的光源信号进行分路，以获得第一分路信号；

第二级频率转换模块，用于在对第一分路信号进行第二相位调制后，对调制后的第一分路信号进行分路，以获得第二分路信号；

天线前端，用于接收并发送第一电信号，其中，第一电信号是第二分路信号中的第一分路光信号完成光电信号转换后的电信号；

回波下变频接收模块，用于基于第一分路信号和第一电信号，提取第一目标信息；

回波去斜接收模块，用于基于第二分路信号和第一电信号，提取第二目标信息。

可选地，第一级频率转换模块包括：

第一级相位调制器，用于对光源信号进行第一相位调制，以生成第一调制信号，其中，光源信号是第一级相位调制器的载波信号；

第一级分路器，用于对第一调制信号进行两路分路，以将生成的两路信号中的一路信号发送至回波下变频接收模块；

双带通光滤波器，用于对生成的两路信号中的另一路信号进行过滤处理，以获得第一光边带对。

可选地，第二级频率转换模块包括：

第二级相位调制器，用于对第一光边带对进行第二相位调制，以生成第二调制信号；

带通滤波器，用于对第二调制信号进行过滤处理，以获得第二光边带对；

第二级分路器，用于对第二光边带对进行两路分路，以将生成的两路信号中的一路信号发送至回波去斜接收模块；

光电探测器，用于对生成的两路信号中的另一路信号进行光电转换，以获得第一电信号。

可选地，回波下变频接收模块包括：

第一低噪声放大器，用于对第一电信号进行放大；

第一强度调制器，用于基于放大后的第一电信号调制第一分路信号；

第一数据处理模块，用于基于调制后的第一分路信号，提取第一目标信息。

可选地，回波下变频接收模块还包括：

光滤波器，用于对调制前的第一分路信号进行光过滤。

可选地，回波下变频接收模块包括：

第三低噪声放大器，用于对第一电信号进行放大；

第三强度调制器，用于自激光器接收光源信号，以基于放大后的第一电信号调制光源信号；

光混频器，用于基于调制后的光源信号和第一分路信号，生成四路光信号；

第三数据处理模块，用于在对四路光信号中的任意两路光信号进行光电转换后，基于转换后的电信号进行信号处理，以提取第一目标信息。

可选地，回波下变频接收模块还包括：第一中频滤波放大器和第一模数转换器。

可选地，回波去斜接收模块包括：

第二低噪声放大器，用于对第一电信号进行放大；

第二强度调制器，用于基于放大后的第一电信号调制第二分路信号；

第二数据处理模块，用于基于调制后的第二分路信号，提取第二目标信息。

可选地，回波去斜接收模块还包括：

光延时器，用于对调制前的第二分路信号进行光延时。

可选地，回波去斜接收模块还包括：第二中频滤波放大器和第二模数转换器。

根据上述技术方案，可以利用激光器、第一级频率转换模块、第二级频率转换模块、天线前端、回波下变频接收模块以及回波去斜接收模块实现上述发射及接收过程，以完成对目标的探测。由此，可以实现脉冲体制和连续波体制于一体，实现多体制一体工作。

本发明的雷达运行系统，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的雷达运行系统的示意性框图；

图2示出了根据本发明一个实施例的第一级频率转换模块的示意性框图；

图3示出了根据本发明一个实施例的第二级频率转换模块的示意性框图；

图4示出了根据本发明一个实施例的回波下变频接收模块的示意性框图；

图5示出了根据本发明一个实施例的回波去斜接收模块的示意性框图；

图6示出了根据本发明另一个实施例的雷达运行系统的示意性框图；以及

图7示出了根据本发明一个实施例的回波正交下变频模块的示意性框图。

具体实施方式

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

根据本发明的第一方面，本发明提出一种雷达运行系统。图1示出了根据本发明一个实施例的一种雷达运行系统100的示意性框图。如图1所示，系统100可以包括激光器110、第一级频率转换模块120、第二级频率转换模块130、天线前端140、回波下变频接收模块150以及回波去斜接收模块160。具体地，系统中各器件的连接方式如下：激光器110的输出口与第一级频率转换模块120的输入口连接；第一级频率转换模块120的两个光输出口分别与第二级频率转换模块130的光输入口以及回波下变频接收模块150的光输入口连接；第二级频率转换模块130的光输出口与回波去斜接收模块160的光输入口连接，第二级频率转换模块130的射频输出口与天线前端140连接；天线前端140的两个射频输出口分别与回波下变频接收模块150的射频输入口以及回波去斜接收模块160的射频输入口连接。激光器110可以用于输出光源信号；第一级频率转换模块120用于在对光源信号进行第一相位调制后，对调制后的光源信号进行分路，以获得第一分路信号；第二级频率转换模块130可以用于在对第一分路信号进行第二相位调制后，对调制后的第一分路信号进行分路，以获得第二分路信号；天线前端140可以用于接收并发送第一电信号，其中，第一电信号是第二分路信号中的第一分路光信号完成光电信号转换后的电信号；回波下变频接收模块150可以用于基于第一分路信号和第一电信号，提取第一目标信息；回波去斜接收模块160可以用于基于第二分路信号和第一电信号，提取第二目标信息。

示例性地，激光器110可以产生一单频连续的光源信号作为载波信号，输入至第一级频率转换模块120中。可选地，激光器110可以是半导体激光器、光纤激光器或其他单频激光器中的任一种。在第一级频率转换模块120中可以包括第一级信号源，第一级信号源可以产生单频微波电信号S₀作为第一级调制信号，将其加载到第一级频率转换模块120的射频输入口；在信号S₀的调制下，光载波两侧可以产生一系列光边带信号，将其记为第一级调制信号，该调制信号可以在完成第一级相位调制后进行第一级信号分路，其中一路送至回波下变频接收模块150，另一路作为第二级频率转换模块130的输入信号。在第二级频率转换模块130中可以包括第二级信号源，第二级信号源可以产生宽带微波电信号S₂作为第二级调制信号，将其加载到第二级频率转换模块130的射频输入口；在信号S₂的调制下，可以在―N阶和+N阶光边带两侧产生一系列光边带信号，将其记为第二级调制信号，该调制信号可以在完成第二级相位调制后进行第二级信号分路，其中一路送至回波去斜接收模块160，另一路输入至天线前端140。可选地，第一级信号源和第二级信号源可以由独立信号源实现，也可以由一个多输出信号源实现。信号源可以为直接数字频率合成器、光生微波源和光电混合微波源中的任一种，产生的信号可以是单频信号、噪声信号、线性调频信号、相位编码信号或其他信号的任一种，在此不做限定。优选地，为了实现系统的小型化，上述信号源可以通过定制特定规格的器件实现。在将信号送到天线前端140之前，可以先对该信号进行光电转换，即向天线前端140输入电信号例如S′₂。天线前端140可以将接收的回波信号分别送至回波下变频接收模块150和回波去斜接收模块160。回波下变频接收模块150和回波去斜接收模块160可以基于各自接收到的信号实现目标信息的提取。可选地，天线前端中微波天线可以是单个阵元天线也可以是阵列天线。

可选地，当脉冲体制和去斜体制的工作频段不同时，脉冲体制可以采用相应频段同一天线收发切换方式完成信号的发射与接收，去斜体制可以采用相应频段收发分立天线完成信号的发射与接收。又或者，当两种体制工作频段相同时，可以采用相应频段同一天线收发切换方式完成信号的发射与接收。可选地，两种体制可以同时工作，也可以分时工作，例如通过开关选择分时工作，在此不做限定。

根据上述技术方案，可以利用激光器110、第一级频率转换模块120、第二级频率转换模块130、天线前端140、回波下变频接收模块150以及回波去斜接收模块160实现上述发射及接收过程，以完成对目标的探测。由此，可以实现脉冲体制和连续波体制于一体，实现多体制一体工作。

图2示出了根据本发明一个实施例的第一级频率转换模块120的示意性框图。如图2所示，第一级频率转换模块120可以包括：第一级相位调制器121、第一级分路器122、双带通光滤波器123以及第一级信号源124。第一级相位调制器121可以用于对光源信号进行第一相位调制，以生成第一调制信号，其中，光源信号是第一级相位调制器121的载波信号；第一级分路器122用于对第一调制信号进行两路分路，以将生成的两路信号中的一路信号发送至回波下变频接收模块；双带通光滤波器123用于对生成的两路信号中的另一路信号进行过滤处理，以获得第一光边带对。

示例性地，结合前文所述，第一级信号源124可以产生单频微波电信号S₀作为第一级调制信号，加载到第一级相位调制器121的射频输入口；在信号S₀的调制下，光载波两侧可以产生一系列光边带信号，记为第一级调制信号，该调制信号经第一级相位调制器121的输出口输出，输入至第一级分路器122，例如为1*2光分路器，该分路器122可以将1路光信号送至回波下变频接收模块150的输入口，1路光信号送至双带通光滤波器123。利用双带通光滤波器123可以滤出第一级调制信号的±N阶光边带，将其作为第二级频率转换模块130的载波信号，输入至第二级频率转换模块130的光输入口。

图3示出了根据本发明一个实施例的第二级频率转换模块130的示意性框图。如图3所示，第二级频率转换模块130可以包括：第二级相位调制器131、带通滤波器132、第二级分路器133、光电探测器134以及第二级信号源135。第二级相位调制器131用于对第一光边带对进行第二相位调制，以生成第二调制信号；带通滤波器132用于对第二调制信号进行过滤处理，以获得第二光边带对；第二级分路器133用于对第二光边带对进行两路分路，以将生成的两路信号中的一路信号发送至回波去斜接收模块160；光电探测器134用于对生成的两路信号中的另一路信号进行光电转换，以获得第一电信号。

示例性地，第二级信号源135可以产生宽带微波电信号S₂作为第二级调制信号，加载到第二级相位调制器131的射频输入口；在信号S₂的调制下，在―N阶和+N阶光边带两侧各自产生一系列光边带信号，记为第二级调制信号，该调制信号经第二相位调制器131的输出口输出，输入至带通光滤波器132；利用带通光滤波器132可以滤出上述―N阶信号的+M阶光边带和+M阶信号的―M阶光边带，送至第二级分路器133，例如为1*2光分路器，该分路器133可以将1路光信号送至回波去斜接收模160的输入口，1路光信号送至光电探测器134，完成从光信号到电信号的转换，最终产生电信号S′₂，实现特定频段波形的产生，且带宽和中心频率均可调谐。可选地，上述双带通光滤波器123和带通光滤波器132可以为光纤光栅或可编程光滤波器或其他光滤波器的任一种。优选地，为了实现系统的小型化，光滤波器均可通过定制特定规格的器件实现。

上述第一级频率转换模块120和第二级频率转换模块130的结构简单，容易实现，通过具有上述结构的第一级频率转换模块120和第二级频率转换模块130可以获得更为纯净的信号，保证了雷达运行系统对目标的探测结果的准确性，且成本较低。

图4示出了根据本发明一个实施例的回波下变频接收模块150的示意性框图。如图4所示，回波下变频接收模块150可以包括：第一低噪声放大器151、第一强度调制器152以及第一数据处理模块153。第一低噪声放大器151用于对第一电信号进行放大；第一强度调制器152用于基于放大后的第一电信号调制第一分路信号；第一数据处理模块153用于基于调制后的第一分路信号，提取第一目标信息。

示例性地，在回波下变频接收模块150中，天线前端140将接收的回波信号送至第一低噪声放大器151进行放大，放大后的信号送至第一强度调制器152调制到从第一级频率转换模块120送来的光信号上，调制后的光信号送至光电探测器经光-电转换，转成电信号后送至第一数据处理模块153以完成第一目标信息提取。优选地，再次参见图4，回波下变频接收模块150还可以包括：光滤波器154，用于对调制前的第一分路信号进行光过滤。由此，可以获得更加纯净的信号，保证探测结果的准确性。优选地，再次参见图4，回波下变频接收模块150还可以包括：第一中频滤波放大器155和第一模数转换器156。结合上述方案，经光电转换后的电信号可以经第一中频滤波放大器155进行滤波、放大，之后送至第一模数转换器156进行模数转换，转换得到数字信号后，将其送至第一数据处理模块153，进行第一目标信息的提取。由此，可以获得更加纯净的数字信号，保证提取结果的准确性。

图5示出了根据本发明一个实施例的回波去斜接收模块160的示意性框图。如图5所示，回波去斜接收模块160可以包括：第二低噪声放大器161、第二强度调制器162以及第二数据处理模块163。第二低噪声放大器161用于对第一电信号进行放大；第二强度调制器162用于基于放大后的第一电信号调制第二分路信号；第二数据处理模块163用于基于调制后的第二分路信号，提取第二目标信息。

示例性地，在回波去斜接收模块160中，天线前端140将接收的回波信号送至第二低噪声放大器161进行放大，放大后的信号送至第二强度调制器162调制到从第二级频率转换模块130送来的光信号上，调制后的光信号送至光电探测器经光-电转换，转成电信号后送至第二数据处理模块163以完成第二目标信息提取。优选地，再次参见图5，回波去斜接收模块160还可以包括：光延时器164，用于对调制前的第二分路信号进行光延时。例如，可以根据需要在调制前由光延时器对第二分路信号进行对应参数的光延时操作，在此不做限定。优选地，再次参见图5，回波去斜接收模块160还可以包括：第二中频滤波放大器166和第二模数转换器165。结合上述方案，经光电转换后的电信号可以经第二中频滤波器放大器166进行滤波、放大，之后送至第二模数转换器165进行模数转换，转换得到数字信号后，将其送至第二数据处理模块163，进行第二目标信息的提取。由此，可以获得更加纯净的数字信号，保证提取结果的准确性。

可选地，在另一实施例中，回波下变频接收模块150可以为回波正交下变频接收模块。图6示出了根据本发明另一个实施例的雷达运行系统的示意性框图。如图6所示，相较图1而言在该实施例中，系统中各器件的连接方式更改如下：激光器110的输出口与第三级分路器(图6中未示出)的输入口连接，一路送往回波正交下变频模块170，另一路送至第一级频率转换模块120的输入口，其余器件连接方式不变。图7示出了根据本发明一个实施例的回波正交下变频模块170的示意性框图。如图7所示，回波正交下变频模块170可以包括：第三低噪声放大器171、第三强度调制器172、光混频器173以及第三数据处理模块174。第三低噪声放大器171用于对第一电信号进行放大；第三强度调制器172用于自激光器接收光源信号，以基于放大后的第一电信号调制光源信号；光混频器173用于基于调制后的光源信号和第一分路信号，生成四路光信号；第三数据处理模块174用于在对四路光信号中的任意两路光信号进行光电转换后，基于转换后的电信号进行信号处理，以提取第一目标信息。

示例性地，在回波正交下变频模块170中，天线前端140将接收的回波送至第三低噪声放大器171进行放大，放大后的信号送至第三强度调制器172调制到从激光器110送来的光源信号上，再过一个光带通滤波器和第一级频率转换模块120送来的光信号一起送到光混频器173，例如九十度光混频器，生成Q₊、Q_-、I₊和I_-四路光信号。优选地，为了得到更纯净的信号，可以增加光滤波器对第一级频率转换模块120送来的光信号进行过滤。其中Q₊和I₊路信号分别送至两个光电探测器，经光-电转换转成电信号S_Q和S_I，两路电信号送至第三中频滤波放大器175进行过滤放大处理后送至第三模数转换器176进行模数转换，转换得到数字信号后，将其送至数据处理模块174，以完成第一目标信息提取。

由此，实现了对回波信号的下变频处理和正交双路信号的生成，上述器件构成的雷达运行系统可以用于预警、跟踪、搜索等用途，探测结果更为准确。

具体地，为了便于理解，以产生宽带多频段线性调频信号为例，从理论上对本上述技术方案进行进一步详细说明。

第一级信号源产生的微波电信号S₀为单频信号，第二级信号源产生的微波电信号S₂为窄带信号，光电探测器输出的宽带电信号S′₂带宽和中心频率均可独立调谐。激光器产生一单频连续光信号，可表示为：

E_in(t)＝E_c·exp(j2πf_ct) (1)

其中E_c和f_c分别表示激光器输出光信号的幅度和频率。在上述回波下变频接收模块改进方案中，上述光信号经第三级分路器分成两路，一路送至回波正交下变频接收模块，一路送第一级频率转换模块。

第一级信号源产生微波电信号S₀为单频信号,可表示为：

V₀(t)＝V_RF0(t)cos(2πf₀t) (2)

其中V_RF0和f₀分别表示微波电信号V₀的幅度和频率。

将微波电信号S₀加载到第一级相位调制器，第一级相位调制器输出的光信号可表示为：

E_out0(t)＝E_c·exp[j2πf_ct+jβ₀cos(2πf₀t)] (3)

其中β₀＝πV_RF0/V_π0表示信号的调制指数，V_π0是第一级相位调制器的半波电压。

利用贝塞尔函数展开，得到

J_n()代表第一类n阶贝塞尔函数。

上述光信号经第一级分路器分成两路，一路送至回波下变频接收模块，一路送至双带通光滤波器。在改进方案中，原送往回波下变频接收模块的光信号送至回波正交下变频模块。

利用双带通光滤波器选取±N阶光边带，±N阶光边带信号可分别表示为：

E_-N(t)＝E_c·j^-N·J_-N(β₀)·exp(j2πf_ct-jN2πf₀t) (5)

E_N(t)＝E_c·j^N·J_N(β₀)·exp(j2πf_ct+jN2πf₀t) (6)

双带通光滤波器的输出光信号可表示为：

E₀(t)＝E_-N(t)+E_N(t) (7)

双带通光滤波器的输出光信号输入至N个第二级频率转换模块中的第二级相位调制器的光输入口。

在第二级频率转换模块中，第二级信号源产生的微波电信号S₂为窄带线性调频信号，可表示为

V₂(t)＝V_RF2(t)cos(2πf₂t+πμ₂t²) (8)

其中V_RF2和f₂分别表示微波电信号S₂的幅度和频率，假设微波电信号S₂周期为T₂，带宽为B₂，则调谐频率μ₂＝B₂/T₂。

微波电信号S₂作为第二级调制信号加载到第二级相位调制器的射频输入口，第二级相位调制器输出的光信号可表示为：

其中β₂＝πV_RF2/V_π2代表信号的调制指数，V_π2是第二级相位调制器的半波电压。

利用贝塞尔函数展开，得到

利用带通光滤波器滤出―N阶信号的的+M阶光边带和+N阶信号的―M阶光边带，这一对光变带是最靠近激光器产生的载波信号频率的一对光变带，带通光滤波器输出光信号可表示为：

该信号经第二级1×2光分路器分成两路，一路送至光去斜接收模块，一路送至光电探测器，完成从光信号到电信号的转换，光电探测器的输出的S′₂可表示为：

I₂∝2[E_c·J_N(β₀)·J_M(β₂)]²{1+cos[2π|2Nf₀-2Mf₂|t+π·2Mμ₂t²]} (12)

由公式(12)可知，电信号S′₂的频率f′₂＝2|Nf₀―Mf₂|，带宽B′₂＝2MB₂，通过改变f₀、f₂、N、M和B的值，可实现信号带宽和中心频率的调谐；同时改变T₂,也可实现连续波、脉冲波形产生的切换；进一步地，若第一级频率转换模块中参数一定，即f₀和N一定，信号的频率f′₂可通过改变f₂和M，带宽B′₂可通过改变B₂和M，实现独立调谐。

假定回波信号为：

V_e(t)＝V_ecos[2π(f+f_d)(t-τ_e)+2πμ₂(t-τ_e)²+φ] (13)

其中τ_e为目标回波延时，f_d为目标运动引起的多普勒频移，φ目标反射引起的回波相位变化。

1)在回波下变频去斜接收模块中，光滤波器为一带通滤波器，从第一级1×2光分路器的一部分光将经过光滤波器滤波，得到的信号可表示为：

其中，为方便，分别用E_LOc0(t)和E_LOl0(t)表示第一项和第二项，代表光载波和第l阶光边带。回波信号经第一强度调制器调制到该光本振上，得到

其中为所用第一强度调制器工作在正交偏置点时，第一强度调制器两臂引入的相位差，A为第一低噪声放大器的放大系数。令/>为第一强度调制器器的调制系数，同时由于回波信号较弱，上式可以采用第一类贝塞尔函数展开：

由上式，可看到回波对两个光本振信号强度调制的结果是在光载波和第l阶光边带两边各产生一组间隔为f+f_d+μ₂(t-τ_e)的光边带，当选取的第l阶光边带与光载波之间的频率间隔与回波中心频率f相当时，E_LOc0(t)和E_LOl0(t)的负1阶边带、E_LOc0(t)的正1阶边带和E_LOl0(t)两两将会靠的很近，将上述光信号送至光电探测器拍频，并采用一低通电滤波器，滤波器输出的电信号中将只有上述两组靠近边带拍频产生的电信号，其可表示为：

由上式，当l选取恰当，输出电信号将是保留接收回波信号带宽的基带信号，即实现了对回波信号的下变频处理，之后采用合适的第一中频滤波放大器和第一模数转换器即可实现对上述信号的数字化，该组件构成的雷达系统可用于预警、跟踪、搜索等用途。

2)在回波去斜接收模块中，第二级1×2光分路器输出经光延时器延时后输送至第二强度调制器的光本振信号可表示为

其中τ₀为光延时器引入的光延时。此时，式(13)可改写为

V_e(t)＝V_ecos[2π(2|Nf₀-Mf₂|+f_d)(t_-τe)+2πMμ₂(t-τ_e)²+φ] (19)

第二强度调制器工作在正交状态，其输出可写为

其中为所用第二强度调制器工作在正交偏置点时，第二强度调制器两臂引入的相位差，A为第二低噪声放大器的放大系数，V_π4为第二强度调制器2的半波电压。令同时由于回波信号较弱，上式可以采用第一类贝塞尔函数展开：

将上述光信号送至光电探测器拍频，并利用电滤波器滤除中频分量，所得到的电流信号可表示为

由上式，输出电信号将是一中频信号，信号频率与目标延时和多普勒频率有关，即实现了对回波信号去斜接收处理，之后采用合适的第二中频滤波放大器和第二模数转换器即可实现对上述信号的数字化。

3)在回波正交下变频接收模块，光滤波器为一个带通滤波器，从第一级1×2光分路器的一部分光将经过光滤波器滤波，得到的信号可表示为：

E_LO0(t)第l阶光边带。回波信号经第三强度调制器调制到激光器信号(1)上，得到

其中为所用第三强度调制器工作在最小偏置点时，第三强度调制器两臂引入的相位差，A为第三低噪声放大器的放大系数。令/>为第三强度调制器的调制系数，同时由于回波信号较弱，上式可以采用第一类贝塞尔函数展开：

由上式，可看到回波对光本振信号强度调制的结果是在光本振信号两边各产生一组频率间隔为f+f_d+μ₂(t-t_e)的光边带，再经光带通滤波器滤出正一阶边带得：

当选取的第l阶光边带与光载波之间的频率间隔与回波中心频率f相当时，E_LO0(t)和E_out4(t)将会靠的很近，将上述光信号送九十度光混频器，得到四路光输出，其表达式为：

将E_Q+(t)和E_I+(t)分别送到两个光电探测器拍频，并采用两低通电滤波器，滤波器输出的电信号将只有两路正交信号，可表示为：、

由上式(28)和(29)，当l选取恰当，输出电信号将是保留接收回波信号带宽的两路正交基带信号，即实现了对回波信号的下变频处理和正交双路信号的生成，之后采用合适的第三中频滤波放大器和第三模数转换器即可实现对上述信号的数字化，该组件构成的雷达系统可用于预警、跟踪、搜索等用途。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和/或设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种雷达运行系统，其特征在于，包括：

激光器，用于输出光源信号；

第一级频率转换模块，用于在对所述光源信号进行第一相位调制后，对调制后的光源信号进行分路，以获得第一分路信号；

第二级频率转换模块，用于在对所述第一分路信号进行第二相位调制后，对调制后的第一分路信号进行分路，以获得第二分路信号；

天线前端，用于接收并发送第一电信号，其中，所述第一电信号是所述第二分路信号中的第一分路光信号完成光电信号转换后的电信号；

回波下变频接收模块，用于基于所述第一分路信号和所述第一电信号，提取第一目标信息；

回波去斜接收模块，用于基于所述第二分路信号和所述第一电信号，提取第二目标信息。

2.如权利要求1所述的雷达运行系统，其特征在于，所述第一级频率转换模块包括：

第一级相位调制器，用于对所述光源信号进行第一相位调制，以生成第一调制信号，其中，所述光源信号是所述第一级相位调制器的载波信号；

第一级分路器，用于对所述第一调制信号进行两路分路，以将生成的两路信号中的一路信号发送至所述回波下变频接收模块；

双带通光滤波器，用于对所述生成的两路信号中的另一路信号进行过滤处理，以获得第一光边带对。

3.如权利要求2所述的雷达运行系统，其特征在于，所述第二级频率转换模块包括：

第二级相位调制器，用于对所述第一光边带对进行第二相位调制，以生成第二调制信号；

带通滤波器，用于对所述第二调制信号进行过滤处理，以获得第二光边带对；

第二级分路器，用于对所述第二光边带对进行两路分路，以将生成的两路信号中的一路信号发送至所述回波去斜接收模块；

光电探测器，用于对所述生成的两路信号中的另一路信号进行光电转换，以获得所述第一电信号。

4.如权利要求2所述的雷达运行系统，其特征在于，所述回波下变频接收模块包括：

第一低噪声放大器，用于对所述第一电信号进行放大；

第一强度调制器，用于基于放大后的第一电信号调制所述第一分路信号；

第一数据处理模块，用于基于调制后的第一分路信号，提取所述第一目标信息。

5.如权利要求4所述的雷达运行系统，其特征在于，所述回波下变频接收模块还包括：

光滤波器，用于对调制前的所述第一分路信号进行光过滤。

6.如权利要求2所述的雷达运行系统，其特征在于，所述回波下变频接收模块包括：

第三低噪声放大器，用于对所述第一电信号进行放大；

第三强度调制器，用于自所述激光器接收所述光源信号，以基于放大后的第一电信号调制所述光源信号；

光混频器，用于基于调制后的光源信号和所述第一分路信号，生成四路光信号；

第三数据处理模块，用于在对所述四路光信号中的任意两路光信号进行光电转换后，基于转换后的电信号进行信号处理，以提取所述第一目标信息。

7.如权利要求1至6任一项所述的雷达运行系统，其特征在于，所述回波下变频接收模块还包括：第一中频滤波放大器和第一模数转换器。

8.如权利要求2所述的雷达运行系统，其特征在于，所述回波去斜接收模块包括：

第二低噪声放大器，用于对所述第一电信号进行放大；

第二强度调制器，用于基于放大后的第一电信号调制所述第二分路信号；

第二数据处理模块，用于基于调制后的第二分路信号，提取所述第二目标信息。

9.如权利要求8所述的雷达运行系统，其特征在于，所述回波去斜接收模块还包括：

光延时器，用于对调制前的所述第二分路信号进行光延时。

10.如权利要求8或9所述的雷达运行系统，其特征在于，所述回波去斜接收模块还包括：第二中频滤波放大器和第二模数转换器。