基于去调频接收技术的微波光子双波段线性调频连续波雷达

线性调频 (LFM) 信号是应用最广泛的脉冲压缩波形。为了提高雷达的距离分辨率，需要发射更大带宽的LFM信号，但同时这也要求微波电子器件，包括模数转换器 (ADC)，射频混频器（RF mixer）和信号处理器（DSP）等,具有对大带宽信号的处理能力。去调频技术（deramp or stretch）通过让雷达时域回波与参考信号（延时的发射信号）相乘，将回波信号转换为与目标距离成正比例的中频信号，缓解了受到器件限制的处理带宽，同时保留了宽带发射信号对应的高（距离向）分辨率。

对于去调频处理，可以观测的目标延时范围（或目标距离窗口）是由处理带宽限制的，而处理带宽依旧受限于可以获得的ADC的采样率，这限制了基于去调频处理的高分辨率成像的测绘带宽，也使得去调频处理通常被用于对已经知道位置信息的目标（已被跟踪的目标）进行高分辨率成像。因此，可以设计双波段高分辨成像雷达系统，其中一个波段用于提供目标的位置信息，另外一个波段用于高分辨率成像。这样的雷达将可能为太空碎片的探测提供新的工具。

对于传统的接收机系统，接收双带信号需要两套独立的接收系统，每套系统针对一个波段，限制了系统的体积，重量和功耗。

针对该问题，中国科学院电子学研究所李王哲研究员等提出了一种光子辅助双波段连续波雷达去调频接收方案，该双波段雷达接收机基于光子频率下变频器（如图1）。在发射机端，利用光子倍频技术产生宽带雷达发射信号，通过光延迟线将一个波段的发射LFM信号引入适当的时延；在接收端，利用光子辅助去调频技术同时接收双波段雷达的回波信号。

为了验证所提出的光子辅助双波段雷达系统，采用一对边长为15 cm的三面角反射器作为目标，对系统进行了一系列的转台成像实验，实验结果如图2，图3所示。

图1  基于光子辅助去调频结构的双波段连续波雷达原理图

图2 相干接收机输出信号频谱

图3 双角反转台成像结果

该工作已经发表在《雷达学报》2019年第2期“微波光子雷达专刊”专题“基于去调频接收技术的微波光子双波段线性调频连续波雷达”（曹继明，李若明，杨继尧，孙强，李王哲）。

该文提出和验证了一种基于光子技术的连续波去调频双带雷达系统，提出的系统工作在两个波段共享一套硬件，有效的减小了体积，重量和功耗。该文提出的光子双带雷达接收系统显示了光子技术对基于去调频接收的成像雷达系统的潜力。

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