【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波光子学、微波信号处理，具体涉及一种采用微波光子技术同时实现信号频率和到达角测量的方法及其装置。
技术介绍
1、随着通信技术和信息处理技术的快速发展，电子战中信号的传输带宽越来越大，使用频率也越来越高，如何在复杂电磁环境下对信号参数进行快速有效的处理变得至关重要。通过对目标信号频率、到达角、多普勒频移等参数快速准确测量可以实现对敌目标的测量、定位和识别，为电子战胜利提供可靠技术保障。传统微波信号处理方法面临测量频率低、带宽窄、体积大以及抗电磁干扰差等缺点，已很难满足需求。
2、微波光子学技术具有频段高、带宽大、抗电磁干扰强等优势，基于微波光子学的大瞬时带宽信号的参数测量方案受到国内外科研机构的密切关注，例如：基于微波光子学的频率测量技术，微波光子到达角测量技术，微波光子多普勒频移测量技术以及微波光子相位噪声测量技术等等。然而，许多研究方法只是针对一种参数实现测量，系统功能单一。然而，在现今的军事应用中，小型化、一体化是电子战系统的发展趋势。因此，如何实现大带宽下多参数同时测量成为当前研究重点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有基于微波光子技术大瞬时带宽信号的参数测量功能单一的问题，基于此，本专利技术提供一种光子学辅助的微波信号多参数一体化测量装置，该装置包含连续波激光器、第一天线接收单元3、第二天线接收单元4、双偏振正交相移键控调制器、电移相器7、光放大器、1×2光功率分配器、第一光带通滤波器21、第二光带通滤波器31、第一偏振控制器22、
2、连续波激光器，其输出线偏振光作为连续光波信号；
3、第一天线接收单元3，其接收第一待测信号1；
4、第二天线接收单元4，其接收第二待测信号2；
5、电移相器7，其接收本振线性调频信号，对本振线性调频信号90°移相并输出；
6、双偏振正交相移键控调制器，其光输入端口接收激光器输出信号；双偏振正交相移键控调制器包含第一双平行马赫曾德尔调制器5、第二双平行马赫曾德尔调制器6、90°偏振旋转器和偏振合束器；第一子调制器mzm11和第二子调制器mzm12分别位于第一双平行马赫曾德尔调制器5的主调制器的上下两个臂上；第三子调制器mzm13和第四子调制器mzm14分别位于第二双平行马赫曾德尔调制器6的主调制器的上下两个臂上；由第一天线接收单元3接收到的第一待测信号1和第二天线接收单元4接收到的第二待测信号2分别驱动第一子调制器mzm11和第二子调制器mzm12；本振线性调频信号一路直接驱动第四子调制器mzm14，另一路经过电移相器7移相后驱动第三子调制器mzm13；经第二双平行马赫曾德尔调制器6调制后的光信号经90°偏振旋转器旋转后偏振在与连续波激光器输出光波信号正交的方向上；第一双平行马赫曾德尔调制器5、第二双平行马赫曾德尔调制器6分别输出的上下两路光信号进入偏振分束器，合为一束正交偏振复用光输出；
7、光放大器，其接收双偏振正交相移键控调制器输出的正交偏振复用光，对其放大后输出；
8、1×2光功率分配器，其接收光放大器输出的放大正交偏振复用光，将其等分为上下两路完全相同的正交偏振复用光信号并输出；
9、1×2光功率分配器输出的上路正交偏振复用光信号依次经过第一光带通滤波器21、第一偏振控制器22、第一分路器23、第一平衡探测器24、第一电带通滤波器25、第一检波器26、第一信号采集与处理单元27；具体如下：
10、第一光带通滤波器21，其接收1×2光功率分配器上路输出的上路正交偏振复用光信号，滤除负阶光边带，只保留正阶光边带输出；
11、第一偏振控制器22，其接收第一光带通滤波器21输出的正阶光边带正交偏振复用光信号，偏振控制器主轴和分路器主轴有45°夹角，对正阶光边带正交偏振复用光信号进行偏振处理后输出；
12、第一分路器23，其接收第一偏振控制器22输出的正阶光边带正交偏振复用光信号，使此正交信号分为两路线偏振光信号输出；
13、第一平衡探测器24，其接收第一偏分路器23输出的两路线偏振光信号，对其进行光电转换并输出；
14、第一电带通滤波器25是窄带宽滤波器，其接收第一平衡探测器24输出的电信号，对其进行窄带滤波后输出电脉冲信号；
15、第一检波器26，其接收第一电带通滤波器25输出的电脉冲信号，对其检波后输出电信号的包络信息；
16、第一信号采集与处理单元27，其接收第一检波器26输出的包络信号，对其进行信号采集与处理，输出取待测信号的频谱信息；
17、1×2光功率分配器输出的下路正交偏振复用光信号依次经过第二光带通滤波器31、第二偏振控制器32、第二分路器33、第二平衡探测器34、第二电带通滤波器35、第二检波器36、第二信号采集与处理单元37；过程与上路完全一样。
18、还提供一种光子学辅助的微波信号多参数一体化测量方法，其基于上述光子学辅助的微波信号多参数一体化测量装置，具体如下：
19、设连续光波信号表达式为ein(t)＝e0exp(jωct)，e0为光波信号幅度，ωc为光波信号角频率；本振线性调频信号表达式为el(t)＝a0sin(2πflt)(0≤t≤t)，a0为本振线性调频信号幅度，fl为本振线性调频信号频率，且fl＝fstart+kt，fstart为线性调频信号的起始频率，k为啁啾率，信号周期为t；第一待测信号和第二待测信号2为第一天线接收单元3和第二天线接收单元4接收到的同一回波信号，回波信号到达两天线单元有时间延迟，使得第一待测信号1和第二待测信号2之间存在一定相位差当两天线单位的间距为d＝λ/2时，λ为接收微波信号波长，到达角θ和相位差之间的关系式为：
20、
21、调节第一双平行马赫增德尔调制器5直流偏置电压，使第一子调制器mzm11和第二子调制器mzm12均工作在最小传输点，实现抑制载波双边带调制，同时调节第一双平行马赫曾德尔调制器5主调制器的直流偏置电压引入一固定相位α；调节第二双平行马赫曾德尔调制器6直流偏置电压，使第三子调制器mzm13和第四子调制器mzm14均工作在最大传输点且第二双平行马赫曾德尔调制器6主调制器工作在最小传输点，实现线性调频信号±2阶抑制载波双边带调制；由第二双平行马赫曾德尔调制器6调制后的光信号经90°偏振旋转器旋转后与第一双平行马赫曾德尔调制器5调制后的光信号正交，分别定义为y、x偏振方向；调制后上下两路光信号表示为：
22、
23、其中，ex(t)、ey(t)分别为x偏振方向和y偏振方向的线偏振光；ein(t)是输入光信号，ωe、ωl分别为待测信号和线性调频信号角频率；me＝πve/vπ和ml＝πvl本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.光子学辅助的微波信号多参数一体化测量装置，其特征在于，包含连续波激光器、第一天线接收单元(3)、第二天线接收单元(4)、双偏振正交相移键控调制器、电移相器(7)、光放大器、1×2光功率分配器、第一光带通滤波器(21)、第二光带通滤波器(31)、第一偏振控制器(22)、第一分路器(23)、第一平衡探测器(24)、第一电带通滤波器(25)、第一检波器(26)、第一信号采集与处理单元(27)、第二偏振控制器(32)、第二分路器(33)、第二平衡探测器(34)、第二电带通滤波器(35)、第二检波器(36)、第二信号采集与处理单元(37)；其中
2.光子学辅助的微波信号多参数一体化测量方法，其基于如权利要求1所述的光子学辅助的微波信号多参数一体化测量装置，其特征在于，具体如下：
3.如权利要求2所述的光子学辅助的微波信号多参数一体化测量方法，其特征在于，通过在接收待测信号之前加入一调谐式预选滤波器，设置该滤波器的通带范围来设置选取的测量频率范围，即在[2fstart-2fIF，2fstart+2kT-2fIF]或[2fstart+2fIF，2fstart+2kT
...【技术特征摘要】
1.光子学辅助的微波信号多参数一体化测量装置，其特征在于，包含连续波激光器、第一天线接收单元(3)、第二天线接收单元(4)、双偏振正交相移键控调制器、电移相器(7)、光放大器、1×2光功率分配器、第一光带通滤波器(21)、第二光带通滤波器(31)、第一偏振控制器(22)、第一分路器(23)、第一平衡探测器(24)、第一电带通滤波器(25)、第一检波器(26)、第一信号采集与处理单元(27)、第二偏振控制器(32)、第二分路器(33)、第二平衡探测器(34)、第二电带通滤波器(35)、第二检波器(36)、第二信号采集与处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟晴晴，朱子行，刘欣，王国栋，赵尚弘，邵龙，张璐，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。