基于微波光子的雷達通信對抗一體化系統技術方案

本發明專利技術涉及一種基于微波光子的雷達通信對抗一體化設計，包括系統光源、發射和接收端可調濾波模塊、任意波形產生模塊、發射和接收端調制器模塊、光功率放大器模塊、系統延時模塊、發射和接收端端探測模塊、微波天線模塊、通道接收/直采接收模塊、以及微處理器模塊等。系統通過參數配置和芯片配置可以實現雷達探測、數字通信以及電子對抗三種信息系統的功能切換。通過任意波形產生模塊可以產生用于三種系統的模擬信號或者數字信號。系統包含發射回路和接收回路，兩者均采用相同的光源，確保了系統的相參性。同時在光子領域對微波信號進行處理，具有高帶寬、低噪聲性能的優點。本系統可以實現信息系統的功能化集成，提高系統的環境適應性和可重構性，可廣泛用于超寬帶雷達、數字通信以及電子對抗等信息技術領域。

Integrated system of radar communication countermeasure based on microwave photons

The invention relates to an integrated design of radar communication countermeasure based on microwave photonic systems, including light source, transmitter and receiver tunable filter module, waveform generation module, transmitter and receiver modulator module, amplifier module, system delay module, transmitting power and receiving end detection module, microwave antenna module, receiving / channel straight receiving module, a microprocessor module, etc.. The system can realize the functions of three kinds of information system: radar detection, digital communication and electronic countermeasure. The analog signal or digital signal can be generated by the arbitrary waveform generation module for the three systems. The system consists of transmitting circuit and receiving circuit, both of which use the same light source to ensure the system's coherence. At the same time, it has the advantages of high bandwidth and low noise. The system can realize the functional integration of the information system, improve the system's environmental adaptability and reconfigurability, and can be widely used in the field of ultra wideband radar, digital communication and electronic countermeasure.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光子信息處理
，具體是一種基于微波光子的雷達通信對抗一體化系統。
技術介紹
伴隨著雷達系統的應用需求的多樣化發展，雷達系統的探測環境趨于復雜化，探測模式趨于多樣化，多種功能趨于一體化。在傳統的雷達設計中，硬件和相應功能綁定，在設備維護、功能擴展與系統升級等方面存在較大困難，大量的重復設計也造成了資源的浪費。另一方面，隨著雷達系統工作頻段和帶寬的不斷提高，傳統的電子技術已逐漸接近“電子瓶頸”極限。微波光子技術作為提升雷達帶寬、速度以及分辨率等性能的重要技術，在相關領域中逐漸得到越來越多的重視。P.Ghelfi等人利用一臺鎖模激光器作為系統光源，同時完成了雷達系統中的反射端微波信號產生和接收端光子信息處理，實現了基于全光子的雷達系統[P.Ghelfi,F.Laghezza,F.Scotti,G.Serafino,A.Capria,S.Pinna,D.Onori,C.Porzi,M.Scaffardi,A.Malacarne,V.Vercesi,E.Lazzeri,and A.Bogoni,“A fully photonics-based coherent radar system,”Nature,507(7492),341-345(2014).]。同時，對于數字通信系統而言，具有與處理模擬信號的雷達探測系統類似的架構，而在對抗系統中，需要系統接收端接收對方的信號，再根據處理后的信息發射相應的對抗信號，因此對抗系統中需要處理模擬或者數字的信號。從對三種信息系統的比較可以看出，三者都包含反射回路和接收回路，具有硬件方面的兼容性，因此對三個系統進行一體化設計不僅可以提高信息系統對環境的適應能力，還可以保證系統的軟件化以至于智能化發展，因此，結合微波光子技術在大帶寬、高速率等方面的優勢，對雷達系統、數字通信系統以及電子對抗系統的一體化設計對集成化、小型化信息系統具有十分重要的意義。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的不足，提出一種基于微波光子的雷達通信對抗一體化系統，包含三種工作模式：雷達模式，即發射回路產生超寬帶雷達信號發射后，由接收回路進行特性提??；通信模式，即發射回路產生超高速數字信號發射后，由接收回路進行解調和信息提?。粚鼓Ｊ?，即接收回路偵測超高速、超寬帶對方信號后，由發射回路產生干擾信號發射。對于同一款系統級芯片，采用可集成的光源作為系統光源，根據系統對雷達、通信以及電子對抗三種信息系統的不同功能需求，結合可調濾波模塊實現系統載波可調。設定任意波形產生模塊的輸出，產生對應的探測信號或干擾信號，同時配置信號功率以及延時等條件實現系統發射回路，經過微波天線接入接收回路，發射回路與接收回路使用相同光源，確保系統相參性，經過與發射回路功能相匹配的電光調制實現光子信息處理或者直采接收，再經過探測器轉換為微處理器可處理的低速信號，從而實現微波光子系統的雷達通信對抗一體化。本專利技術的技術方案如下：一種基于微波光子的雷達通信對抗一體化系統，包括系統光源、發射端可調濾波模塊、任意波形產生模塊、發射端調制模塊，發射端光功率放大模塊、發射端探測器、微波天線模塊、接收端調制模塊、接收端可調濾波模塊、通道接收/直采接收模塊、接收端探測器和微處理模塊；所述系統光源的光源頻譜經所述發射端可調濾波模塊生成載波信號傳輸到所述發射端調制模塊，所述系統光源經任意波形產生模塊產生模擬或數字信號，該模擬或數字信號經所述發射端調制模塊調制到載波信號上后再經所述發射端光功率放大模塊進行功率放大，放大后的信號經所述發射端探測器轉換為微波信號由所述微波天線模塊發射和接收，接收到的微波信號經所述接收端調制模塊調制到載波信號上后，依次經所述接收端可調濾波模塊、通道接收/直采接收模塊和接收端探測器將光信號轉換為電信號傳輸到所述微處理模塊，該微處理模塊根據接收的信息發送控制信號給任意波形產生模塊。所述的系統光源用于產生發射回路的載波信號、任意波形以及接收回路載波信號，保證系統的相參性?？刹捎玫幌抻谶B續或者脈沖激光器，光纖、固體以及片上激光器等。所述的發射端可調濾波模塊用于產生對應于雷達、通信以及電子對抗三種信息系統功能需求的載波信號。所述的任意波形產生模塊用于產生對應于不同信息系統功能需求的調制信號，包括用于雷達的模擬調制信號、用于通信的數字調制信號以及用于電子對抗的模擬/數字信號。所述的任意波形產生模塊可采用但不限于直調或時間-波長映射等方式。所述的發射端調制器模塊用于將所述的任意波形產生模塊生成的信號調制到所述的可調濾波器模塊產生的載波上，可以為幅度調制，也可以為相位調制等電光調制方式。所述的光放大器模塊用于對所述的發射端調制器模塊產生的調制信號進行功率補償，以滿足不同信息系統功能的需求。所述的可調延時模塊用于對所述的發射端調制器模塊產生的調制信號進行相應的時間參數配置，以實現系統對相控陣天線發射和接收的需求。所述的發射端探測器用于將按不同信息系統功能需求生成的光信號轉換為微波信號，以實現雷達探測、數字通信或者電子對抗。所述的微波天線用于收發雷達探測、數字通信或者電子對抗三種信息系統中的微波信號。所述的接收端調制器用于將所述的微波天線接收到的信號調制到系統光源上，以實現光子領域的信息處理。所述的接收端可調濾波器模塊用于將被調制的接收信息按照與發射端功能一致需求進行濾波處理，以實現對接收信號的高性能分析。所述的用于將所述的接收端可調濾波器模塊濾波后的信號進行時域/頻域上的分割，從而實現多通道信息接收，或者進行直接采集。所述的接收端探測器模塊用于將所述的通道接收或直采模塊產生的多路或者一路光信號轉換為電信號。該系統有三種工作模式：雷達模式：即發射回路產生超寬帶雷達信號發射后，由接收回路進行特性提?。煌ㄐ拍Ｊ剑杭窗l射回路產生超高速數字信號發射后，由接收回路進行解調和信息提?。粚鼓Ｊ剑杭唇邮栈芈穫蓽y超高速、超寬帶對方信號后，由發射回路產生干擾信號發射。所述微處理器模塊對任意波形產生模塊進行控制，所述的微處理器模塊用于實現所述的接收端探測器模塊產生的多路或一路電信號的采集、量化以及處理，并實現對所述任意波形產生模塊波形產生的控制使任意波形產生模塊產生對應于三種模式的調制信號，從而完成相應的工作模式的選擇。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：1、通過配置系統中相應模塊可以實現雷達探測、數字通信以及電子對抗三種信息系統功能的切換，實現一體化設計。2、系統發射端與接收端采用統一光源，保證了系統具有較高的相參性，便于提升系統性能。3、結合微波光子技術對發射端和接收端的信息進行處理，具有大帶寬、低相噪的優勢。通過研究基于微波光子的雷達通信對抗一體化技術，可以實現信息系統的功能化集成，提高系統的環境適應性和可重構性，具有十分重要的研究意義。附圖說明圖1為本專利技術實施例的整體架構圖圖2為本專利技術中三種工作模式選擇流程圖圖3為本專利技術中相控陣天線示意圖，其中，(a)為系統發射回路多路延時產生示意圖，(b)為多路探測器以及天線陣列示意圖。具體實施方式下面結合附圖給出本專利技術的一個具體實施例子。本實施例以本專利技術的技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本專利技術的保護范圍不限于下述的實施例。本實施例中如圖1所示，基于微波光子的雷達通信本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于微波光子的雷達通信對抗一體化系統，其特征在于，包括系統光源(1)、發射端可調濾波模塊(2)、任意波形產生模塊(3)、發射端調制模塊(4)，發射端光功率放大模塊(5)、發射端探測器(7)、微波天線模塊(8)、接收端調制模塊(9)、接收端可調濾波模塊(10)、通道接收/直采接收模塊(11)、接收端探測器(12)和微處理模塊(13)；所述系統光源(1)的光源頻譜(1?2)經所述發射端可調濾波模塊(2)生成載波信號(1?3)傳輸到所述發射端調制模塊(4)，所述系統光源(1)經任意波形產生模塊(3)產生模擬或數字信號(15)，該模擬或數字信號(15)經所述發射端調制模塊(4)調制到載波信號(1?3)上后再經所述發射端光功率放大模塊(5)進行功率放大，放大后的信號經所述發射端探測器(7)轉換為微波信號由所述微波天線模塊(8)發射和接收，接收到的微波信號經所述接收端調制模塊(9)調制到載波信號(1?3)上后，依次經所述接收端可調濾波模塊(10)、通道接收/直采接收模塊(11)和接收端探測器(12)將光信號轉換為電信號傳輸到所述微處理模塊(13)，該微處理模塊(13)根據接收的信息發送控制信號給任意波形產生模塊(3)。...

【技術特征摘要】
1.一種基于微波光子的雷達通信對抗一體化系統，其特征在于，包括系統光源(1)、發射端可調濾波模塊(2)、任意波形產生模塊(3)、發射端調制模塊(4)，發射端光功率放大模塊(5)、發射端探測器(7)、微波天線模塊(8)、接收端調制模塊(9)、接收端可調濾波模塊(10)、通道接收/直采接收模塊(11)、接收端探測器(12)和微處理模塊(13)；所述系統光源(1)的光源頻譜(1-2)經所述發射端可調濾波模塊(2)生成載波信號(1-3)傳輸到所述發射端調制模塊(4)，所述系統光源(1)經任意波形產生模塊(3)產生模擬或數字信號(15)，該模擬或數字信號(15)經所述發射端調制模塊(4)調制到載波信號(1-3)上后再經所述發射端光功率放大模塊(5)進行功率放大，放大后的信號經所述發射端探測器(7)轉換為微波信號由所述微波天線模塊(8)發射和接收，接收到的微波信號經所述接收端調制模塊(9)調制到載波信號(1-3)上后，依次經所述接收端可調濾波模塊(10)、通道接收/直采接收模塊(11)和接收端探測器(12)將光信號轉換為電信號傳輸到所述微處理模塊(13)，該微處理模塊(13)根據接收的信息發送控制信號給任意波形產生模塊(3)。2.根據權利要求1所述的基于微波光子的雷達通信對抗一體化系統，其特征在于，所述的任意波產生模塊(3)接收系統光源(1)，通過時間-波長映射或者直接脈沖整形產生模擬或者數字信號。3.根據權利要求1所述的基于微波光子的雷達通信對抗一體化系統，其特征在于，當所述探測器模塊(7)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒衛文，楊光，于磊，袁野，陳建平，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：上海;31