光子辅助的双频段线性调频雷达系统研究

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光子辅助的双频段雷达具有多功能、可重构的特点,是下一代软件定义无线电探测重要组成部分。其中,线性调频雷达由于具有大时宽带宽积的特点而被广泛应用于高距离分辨率探测。然而,现有的双频段线性调频雷达在双频段信号产生的可调谐性和去斜接收的普适性上依然受到限制,难以满足软件定义与认知系统的需求。本文研究光子辅助的双频段线性调频雷达系统,针对双频段多功能雷达对信号产生、同时去斜接收的需求,提出了光子辅助的创新性方法。具体研究内容如下:1.分析双频段信号产生系统中电/光滤波器对双频段信号频率可调谐性的影响;从电域和光域两个方面分别推导了去斜的基本原理,并从理论和仿真两方面分析了双频段线性调频信号直接去斜和同相/正交去斜对探测结果的影响;提出了基于电光调制的双频段线性调频信号啁啾方向控制方法,实现了电域同向啁啾双频段线性调频信号到光域反向啁啾的变换,为同向啁啾双频段线性调频信号的同相/正交去斜提供了可能。2.提出并实验研究了基于光子混频双输出结构的双频段信号产生方法,实现了频率在6.5–24.5 GHz和1.5–18.5 GHz范围内独立、连续可调的双频段信号产生。相比于传统方案,该系统减少了光滤波器和电滤波器的使用,提高了系统的可调谐性能。3.结合双频段信号啁啾率方向关系转换方法和光子混频双输出结构,提出并实验研究了双频段线性调频的同时去斜接收,实现了同向和反向啁啾双频段线性调频信号通道间大于40 d B的串扰抑制比,实验分析对比了在频率相近时同向啁啾和反向啁啾双频段线性调频信号的同时去斜处理性能;开展了同向啁啾和反向啁啾两种情况下双频段雷达的同时距离探测和逆合成孔径成像实验。
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