光子时间拉伸相干雷达技术研究进展
2021-06-03曙光
雷达科学与技术 2021年2期
曙光
(1.上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室智能微波光波融合创新中心,上海 200240;2.上海航天电子通讯设备研究所,上海 201109)
0 引 言
雷达(radar)广泛应用于交通、通信和国防等领域[1]。它通过发射电磁波对目标进行照射并接收处理回波信号,由此获得目标的距离、速度和方位等信息。自1935年雷达首次应用以来,微波、半导体和数字集成电路等领域的发展推动着雷达技术不断进步,当前雷达的探测手段包括微波、红外光、激光等多种形式,实现的功能包括搜索、识别、跟踪、成像和分类等,且目前已经具备了多功能、多频段和数字化等工作特征。
随着新一代雷达朝宽带化、小型化和可重构的方向发展,传统微波技术设计及工艺所面临的渡越时间、电磁串扰和时间抖动等问题成为限制器件性能的“电子瓶颈”,严重制约了雷达系统工作频率(~GHz量级)和带宽(~MHz量级)的提升,系统需要采用大量复杂繁琐的流程和重复冗余的部件。例如,受限于直接数字合成器(DDS)和模拟数字转换器(ADC)的性能,雷达发射机和接收机内必须经历多次频率变换的过程以及采用多通道复合的架构,由此引入了大量的杂散与噪声,严重恶化了雷达系统的探测性能[1]。相比之下,微波光子技术有机结合光子技术高速宽带的优势和微波技术精细灵活的特征,通过借助光器件实现高频微波信号的调制、操控和探测[2],完成微波系统中难以甚至不可实现的功能,同时有效减小系统的损耗、尺寸、重量和成本等,为新一代雷达系统宽带化、小型化和可重构的发展过程中提供了新的技术途径[3]。……
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