用微波光子技术实现雷达信号的瞬时测频

摘要

在现代战争中,雷达在信息获取和精确制导领域发挥着重要的作用,如何快速的获取敌方雷达发射的微波载波信号频率参数,成为电子战中左右战局胜负的关键因素之一。传统的瞬时测频接收机采用电子学的方法,能够提供0.5-18GHz带宽的频率测试(灵敏度不高于-50dBm),结构复杂,体积庞大,造价昂贵且易受电磁干扰。近年来,在电子战系统中,毫米波段(0.5-40GHz)的雷达微波信号已投入使用。面对日趋复杂的电磁环境,传统的测频方法难以实现大范围的带宽测量,面临严峻的挑战,不能满足现代电子战的需要,微波光子技术为瞬时测频接收机性能的提升和改进提供了可能,能够提供一个宽带测频、低损耗、抗干扰、系统小型便携的解决方案。
　　 用微波光子技术实现雷达微波信号频率的瞬时测量,需要把截获的微波信号调制到光载波上,通过一定的光路结构,产生一个仅与待测微波信号频率有关的幅度比较函数,进而得到待测微波信号的频率。利用两个光源产生光载波,采用光子滤波器对调制载波信号进行处理,可以实现瞬时测频,但结构复杂,成本较高,测频带宽窄。采用单光源和商用的马-泽干涉仪结构,利用光的干涉原理实现瞬时测频,结构简单,但马-泽干涉仪输出信号功率在输入光调制载波信号干涉的情况下易受外界环境条件的影响,误差较大,难以保证测频结果的精度。本文提出一种全新的方案,仍采用单光源和光纤马-泽结构,选用宽带光源产生光载波,合理的设计光纤马-泽结构,使调制光载波信号在马-泽干涉结构中不产生干涉,降低了外界环境变化对测频精度的影响,且取得了较大的频率测量范围,仿真分析验证了该方法的可行性和有效性。