【技术实现步骤摘要】
本专利技术提出一种基于光电振荡器的随机微波脉冲生成系统及方法，属于微波光子信号产生和处理。
技术介绍
1、微波脉冲信号是指具有一定幅度、一定时间间隔的微波信号，微波脉冲信号广泛用于探测系统、通信和脉冲调制等领域。在探测领域，脉冲信号是一种常用的探测信号，通过接收端对回波信号进行处理，进而判断被探测目标的距离和速度。其中，随机微波脉冲信号是微波脉冲信号的一种，它具有强度随机、频率随机和脉冲占空比随机的特点。由于随机微波脉冲的宽频带噪声特性，在作为探测信号进行目标探测时，更容易隐藏信号特征，从而提高了探测系统的抗干扰特性。相较于传统的探测信号，随机信号的模糊函数具有类图钉型特征，可以提高探测精度和降低被截获风险。
2、目前，微波脉冲的生成可以分为两类，一类是基于电子学的方法，另一类是基于微波光子学的方法。基于电子学方法的微波脉冲生成系统具有成本低、小型化的特点，在低精度、低探测范围的探测系统中具有广泛的应用。但是由于电子瓶颈的限制，利用电子学方法产生的微波脉冲频率较低、频谱宽度有限，不能满足高探测精度、高抗干扰能力的要求。而基于微波光子学的微波脉冲方法通过光电转换，可以生成高频率、大带宽的微波脉冲信号。近年来，利用锁模激光器、光学频率梳、光电振荡器等结构的微波脉冲生成方法不断被提出，高质量微波脉冲的生成方法也越来越成熟。
3、随机微波脉冲的生成需要在生成随机信号的基础上，引入随机的幅度调制，这相对于传统的微波脉冲生成结构更加复杂，此类系统的报道也相对较少。而光电振荡器是微波光子领域的关键技术之一，其利用光电/
4、虽然宽带随机信号生成系统不断被提出，但是随机微波脉冲的生成方法目前相对较少，而随机微波脉冲在探测领域具有较高的应用价值。因此，随机微波脉冲生成系统的设计是必要的。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种基于光电振荡器的随机微波脉冲生成系统及方法，能够生成随机微波脉冲，具有生成微波频率带宽大、系统结构紧凑的优点。
2、实现本专利技术的技术方案如下：
3、第一方面，本申请实施例一种基于光电振荡器的随机微波脉冲生成系统，包括激光器、偏振控制器、闭环光电振荡器(oeo)环路、随机光纤光栅串以及函数发生器；其中，所述闭环光电振荡器(oeo)环路主要由马赫曾德尔调制器、环形器、掺铒光纤放大器、光电探测器、电放大器以及定向耦合器组成；
4、激光器：用于产生单频光信号，并传输到偏振控制器中；
5、偏振控制器：用于改变激光器输出光信号的偏振态，使光信号的偏振态与双平行马赫曾德尔调制器的主轴对齐；
6、马赫曾德尔调制器：用于对输入光信号电光调制后输出至环形器；
7、环形器：用于将入射的激光信号出射至随机光纤光栅串，接收随机光纤光栅串的反射的激光信号，并输出；
8、随机光纤光栅串：用于对入射激光信号进行反射，反射出无序的光信号；
9、掺铒光纤放大器：用于对随机光纤光栅串的反射光进行放大；
10、光电探测器：用于将光信号转换成电信号；
11、电放大器：用于对光电探测器输出的电信号的放大，使得光电振荡器环路增益大于输出阈值；
12、定向耦合器：用对于电信号进行分束，一路输入至马赫曾德尔调制器的微波输入端口，另一路作为随机微波脉冲生成系统的输出；
13、函数发生器：用于为马赫曾德尔调制器提供偏置电压。
14、进一步地，本专利技术所述函数发生器提供的偏置电压为方波或正弦波，其偏置电压的最大值对应马赫曾德尔调制器的正交工作点，偏置电压的最小值对应马赫曾德尔调制器的最小工作点。
15、进一步地，本专利技术所述随机光纤光栅串由多个光栅间距随机的光纤光栅级联获得，其光栅数量和光栅间距满足下式：
16、t(l)≈exp(-l/2ξ)
17、其中，t(l)为整个随机光纤光栅串的透射率，l为随机光纤光栅串的长度，ξ为光子局域化长度。
18、进一步地，本专利技术当需要对电信号进行观测时，将定向耦合器分束后输出的一路减弱10db后用于观测。
19、第二方面，本申请实施例一种基于光电振荡器的随机微波脉冲生成方法，具体过程为：
20、步骤一，利用激光器输出单频激光信号，设定输出激光频率在马赫曾德尔调制器的工作频率内，首先利用偏振控制器对激光信号进行偏振态控制，使得其偏振态与马赫曾德尔调制器的主轴平行；
21、步骤二，控制光电探测器和电放大器的工作电压在正常工作状态下；
22、步骤三，调控函数发生器输出电压，根据光电振荡器环路是否有输出进行判断，记录光电振荡器有输出信号的电压值为电压1，当有多个值时选择其中一个，记录光电振荡器无输出信号的电压值为电压2，当有多个值时选择其中一个；
23、步骤四，设定函数发生器输出信号为方波信号或正弦波，信号的高电平和低电平分别对应着电压1和电压2中的较大值和较小值。
24、有益效果：
25、本专利技术提出的一种基于光电振荡器的随机微波脉冲生成系统利用随机光纤光栅串在光电振荡器环路中引入随机分布式反馈，使得光电振荡器的环路腔长随机变化，且由于光纤光栅的反射损耗使得光信号功率随机变化，最终产生了频率随机、强度随机的微波信号；再利用函数发生器对调制器工作点进行控制，进而生成了随机微波脉冲。相比于其他随机微波脉冲生成系统，本专利技术具有生成微波频率带宽大、系统结构紧凑的优点。
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1.一种基于光电振荡器的随机微波脉冲生成系统，其特征在于，包括激光器、偏振控制器、闭环光电振荡器环路、随机光纤光栅串以及函数发生器；其中，所述闭环光电振荡器环路主要由马赫曾德尔调制器、环形器、掺铒光纤放大器、光电探测器、电放大器以及定向耦合器组成；
2.根据权利要求1所述基于光电振荡器的随机微波脉冲生成系统，其特征在于，所述函数发生器提供的偏置电压为方波或正弦波，其偏置电压的最大值对应马赫曾德尔调制器的正交工作点，偏置电压的最小值对应马赫曾德尔调制器的最小工作点。
3.根据权利要求1所述基于光电振荡器的随机微波脉冲生成系统，其特征在于，所述随机光纤光栅串由多个光栅间距随机的光纤光栅级联获得，其光栅数量和光栅间距满足下式：
4.根据权利要求1所述基于光电振荡器的随机微波脉冲生成系统，其特征在于，当需要对电信号进行观测时，将定向耦合器分束后输出的一路减弱10dB后用于观测。
5.一种基于光电振荡器的随机微波脉冲生成方法，其特征在于，具体过程为：
【技术特征摘要】
1.一种基于光电振荡器的随机微波脉冲生成系统，其特征在于，包括激光器、偏振控制器、闭环光电振荡器环路、随机光纤光栅串以及函数发生器；其中，所述闭环光电振荡器环路主要由马赫曾德尔调制器、环形器、掺铒光纤放大器、光电探测器、电放大器以及定向耦合器组成；
2.根据权利要求1所述基于光电振荡器的随机微波脉冲生成系统，其特征在于，所述函数发生器提供的偏置电压为方波或正弦波，其偏置电压的最大值对应马赫曾德尔调制器的正交工作点，偏置电压的最小值对应...
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