張 昆，趙尚弘，林 濤，王國(guó)棟，李 赫，李 軒，朱子行

(空軍工程大學(xué)信息與導(dǎo)航學(xué)院，西安 710077)

0 引言

線性調(diào)頻(LFM)信號(hào)具有大的時(shí)寬帶寬積和優(yōu)良的脈沖壓縮特性，可同時(shí)提高雷達(dá)的測(cè)距和測(cè)速精度，以及距離和速度分辨率，被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)中[1-3]。然而單啁啾LFM信號(hào)存在“刀刃狀”的模糊函數(shù)，導(dǎo)致了雷達(dá)在探測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)，存在位置-多普勒模糊問(wèn)題[4]。為了解決這個(gè)問(wèn)題，雷達(dá)可以采用雙啁啾LFM信號(hào)。雙啁啾LFM信號(hào)在時(shí)域中，波形由兩個(gè)啁啾相反單啁啾LFM信號(hào)的波形干涉而成；在頻域中，單個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間里存在兩條啁啾相反的掃頻直線。微波信號(hào)通常由電學(xué)方法產(chǎn)生，如LC振蕩電路、石英晶體、高品質(zhì)的射頻微波腔及直接數(shù)字合成技術(shù)等。然而電子瓶頸導(dǎo)致了電學(xué)方案產(chǎn)生的雙啁啾信號(hào)載頻較低，通常受限于20 GHz，帶寬也受限于 GHz 量級(jí)，從源頭上限制了雷達(dá)性能的提升。隨著毫米波、太赫茲(THz)技術(shù)的發(fā)展，信號(hào)的載頻和帶寬需求逐漸增加。微波光子技術(shù)能直接產(chǎn)生、實(shí)時(shí)處理更高載頻、更寬帶寬、更大調(diào)諧范圍的雷達(dá)信號(hào)，有望為雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展和軍事斗爭(zhēng)演化帶來(lái)技術(shù)性和體制性變革[5-7]。

2015年，基于雙平行馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器(DP-MZM)的方案受限被提出，產(chǎn)生了雙啁啾信號(hào)[8]。方案中，DP-MZM分別受微波和基帶信號(hào)驅(qū)動(dòng)，生成載波抑制雙邊帶光信號(hào)，光電轉(zhuǎn)后產(chǎn)生雙啁啾信號(hào)。方案產(chǎn)生的信號(hào)載頻被上轉(zhuǎn)換到驅(qū)動(dòng)射頻信號(hào)，帶寬被擴(kuò)展為驅(qū)動(dòng)基帶信號(hào)的二倍。然而，由于方案缺乏倍頻操作，產(chǎn)生信號(hào)的載頻仍受限于驅(qū)動(dòng)微波信號(hào)。為了擴(kuò)展倍頻系數(shù)，基于雙驅(qū)動(dòng)馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器或雙偏振正交相移鍵控調(diào)制器被提出，產(chǎn)生了載波帶寬同步倍頻的雙啁啾LFM信號(hào)[9-11]。此外，雙啁啾LFM信號(hào)也可以通過(guò)傅里葉鎖模光電振蕩器(FDML OEO)產(chǎn)生[12]。方案中，光源的中心頻率受到三角波電流控制，為了保證系統(tǒng)模式穩(wěn)定，采用了分布式反饋激光器。為了防止鏈路中長(zhǎng)距離光纖傳輸時(shí)，色散導(dǎo)致的信號(hào)功率衰落，OEO鏈路中還加入了負(fù)色散光纖，補(bǔ)償光纖引入的色散相移。由于采用了FDML技術(shù)，方案可突破OEO的振蕩建立時(shí)間，產(chǎn)生大時(shí)寬帶寬積的雙啁啾LFM信號(hào)。此外，由于信號(hào)相位和頻率呈微分關(guān)系，當(dāng)采用外電光相位調(diào)制技術(shù)為兩路光信號(hào)，引入拋物線相位差時(shí)，光電轉(zhuǎn)換后，也可以產(chǎn)生雙啁啾信號(hào)[13-14]。為了擴(kuò)展信號(hào)的帶寬，可以采用拋物線分割方案，2020年中科院半導(dǎo)體所實(shí)現(xiàn)了帶寬5倍頻雙啁啾LFM信號(hào)的產(chǎn)生[15]。上述方案都采用光學(xué)方案實(shí)現(xiàn)了雙啁啾LFM信號(hào)的產(chǎn)生，但存在帶寬和載頻倍頻系數(shù)有限的問(wèn)題。

本文提出一種基于雙驅(qū)動(dòng)DP-MZM的載波二倍頻、帶寬四倍頻雙啁啾LFM信號(hào)的產(chǎn)生方法。方案中，DP-MZM的上臂受射頻驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生偶數(shù)階光邊帶；下臂受基帶信號(hào)調(diào)制，產(chǎn)生單邊帶光信號(hào)。合理地設(shè)置驅(qū)動(dòng)信號(hào)的調(diào)制系數(shù)和主調(diào)制器的直流相移，可抑制DP-MZM輸出光信號(hào)中的載波分量。耦合光信號(hào)平方率檢波后，可產(chǎn)生載波二倍頻、帶寬四倍頻的雙啁啾LFM信號(hào)。方案產(chǎn)生的雙啁啾LFM信號(hào)載頻受驅(qū)動(dòng)微波信號(hào)調(diào)諧，帶寬受驅(qū)動(dòng)基帶信號(hào)調(diào)諧。所提方案無(wú)需偏振器件和光濾波器，具有操作簡(jiǎn)單、調(diào)諧性高的特點(diǎn)，同時(shí)具有參數(shù)可調(diào)諧、信號(hào)可重構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，可為新一代雷達(dá)提供可靠的信號(hào)源系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)原理

圖1 基于雙驅(qū)動(dòng)DP-MZM的倍頻雙啁啾LFM信號(hào)產(chǎn)生方案

圖1為基于雙驅(qū)動(dòng)DP-MZM的倍頻雙啁啾LFM信號(hào)產(chǎn)生方案。方案的核心器件為雙驅(qū)動(dòng)DP-MZM，由兩個(gè)雙驅(qū)動(dòng)MZM和一個(gè)主MZM組成。光源(LD)產(chǎn)生連續(xù)波光信號(hào)，通過(guò)偏振控制器(PC)注入DP-MZM，子MZM1受射頻驅(qū)動(dòng)，子MZM2受基帶LFM信號(hào)驅(qū)動(dòng)，上下兩臂調(diào)制光信號(hào)通過(guò)主MZM3耦合輸出。耦合光信號(hào)經(jīng)摻餌激光放大器(EDFA)放大后注入PD完成光電轉(zhuǎn)換，即可生成載頻-帶寬倍頻系數(shù)2-4的雙啁啾LFM信號(hào)。

在DP-MZM的上臂中，MZM1受微波驅(qū)動(dòng)，工作在MATP，輸出光信號(hào)的光域表達(dá)式為：

exp(-jm1cosωRFt)]

(1)

式中，Ec和ωc分別為光源輸出信號(hào)的幅度和角頻率，m1=πVRF/Vπ為MZM1的調(diào)制系數(shù)，VRF和ωRF為射頻信號(hào)的峰值電壓和角頻率，Vπ為DP-MZM子調(diào)制器的半波電壓。

利用Jacobi-Anger展開(kāi)式(1)，可得：

EM1(t)=Ecexp(jωct)[J0(m1)+

(2)

在小信號(hào)模型條件下忽略二階以上邊帶，式(2)可近似等于：

EM1(t)≈Ecexp(jωct)[J0(m1)-J2(m1)exp(j2ωRFt)

-J2(m1)exp(-j2ωRFt)]

(3)

在DP-MZM的下臂，MZM2受基帶LFM信號(hào)驅(qū)動(dòng)，工作在MATP，輸出光信號(hào)的光域表達(dá)式為：

+exp(-jm2coskt2)]

(4)

式中，m2=πVlfm/Vπ為MZM2的調(diào)制系數(shù)，Vlfm和k分別為基帶信號(hào)的峰值電壓和啁啾率。

利用Jacobi-Anger展開(kāi)式(4)，在小信號(hào)模型下，忽略了二階以上邊帶，式(4)可近似等于：

EM2(t)≈Ecexp(jωct)[J0(m1)-J2(m1)exp(j2kt2)

-J2(m1)exp(-j2kt2)]

(5)

從式(5)可以看出，對(duì)于擴(kuò)展頻譜調(diào)制，其調(diào)制結(jié)果與單音射頻信號(hào)調(diào)制過(guò)程相同。

MZM1和MZM2輸出光信號(hào)通過(guò)主MZM耦合，直流偏置相移為θ時(shí)，DP-MZM輸出光信號(hào)可表示為：

Eout(t)=EM1(t)+EM2(t)exp(jθ)

(6)

設(shè)置主MZM工作在MITP，即直流相移θ為π，為了抑制輸出信號(hào)的光載波，應(yīng)滿足m1=m2。此時(shí)，DP-MZM輸出為基帶和射頻調(diào)制的二階CS-DSB光信號(hào)。

CS-DSB光信號(hào)經(jīng)EDFA放大后，注入PD完成光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生光電流為：

(7)

式中，G為EDFA的光增益，η為PD的響應(yīng)度。在式(7)中，產(chǎn)生的光電流包含了雙啁啾LFM信號(hào)，中心頻率為2ωRF，是驅(qū)動(dòng)射頻信號(hào)的二倍；當(dāng)驅(qū)動(dòng)基帶信號(hào)周期為T時(shí)，對(duì)應(yīng)帶寬為kT/π，雙啁啾信號(hào)的帶寬增加為4kT/π。因此，方案產(chǎn)生了載波-帶寬倍頻系數(shù)2-4的雙啁啾LFM信號(hào)。此外，式(7)中，產(chǎn)生的光電流中還包含了直流分量、基帶信號(hào)cos(4kt2)和載波四倍頻射頻信號(hào)cos(4ωRFt)。這些干擾信號(hào)的載頻遠(yuǎn)離所需的雙啁啾信號(hào)，可利用濾波器濾除。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，由于天線的輻射特性，直流分量和基帶信號(hào)無(wú)法輻射到自由空間，而高頻雜散信號(hào)由于PD的響應(yīng)帶寬而濾除。因此所提方案產(chǎn)生了載波-帶寬擴(kuò)展系數(shù)2-4的雙啁啾LFM信號(hào)，信號(hào)的載頻受驅(qū)動(dòng)射頻調(diào)諧，帶寬受驅(qū)動(dòng)基帶信號(hào)調(diào)諧。

方案產(chǎn)生的倍頻雙啁啾LFM信號(hào)，其探測(cè)性能可通過(guò)模糊函數(shù)檢驗(yàn)。模糊函數(shù)表示為信號(hào)的時(shí)間-頻率復(fù)合自相關(guān)積分的平方，反映了雷達(dá)的距離分辨力和速度分辨力。理想信號(hào)的模糊函數(shù)應(yīng)該為原點(diǎn)處無(wú)限窄而其他處均為0的單個(gè)窄尖峰。在圖2(a)中，除了多目標(biāo)在原點(diǎn)處無(wú)法分辨外，其他位置均無(wú)距離和多普勒模糊。當(dāng)多目標(biāo)位于原點(diǎn)以外位置時(shí)，雷達(dá)系統(tǒng)可提供任意高的速度和位置測(cè)量精度，能分辨空間位置非常臨近的多目標(biāo)。

然而，由于模糊函數(shù)在原點(diǎn)存在有限的峰值，理想的原點(diǎn)沖激模糊函數(shù)在物理無(wú)法實(shí)現(xiàn)?！皥D釘狀”模糊函數(shù)除在原點(diǎn)附近，存在距離-多普勒模糊外，其他位置均可為雷達(dá)提供好的速度和位置精度，是理想模糊函數(shù)的近似形式。圖2(b)為"圖釘狀"模糊函數(shù)示意圖，主要由原點(diǎn)窄尖峰組成，尖峰的多普勒軸寬度與信號(hào)的帶寬成反比，時(shí)間軸寬度與信號(hào)的時(shí)寬成反比。因此，為了提高雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)性能，除了需要信號(hào)具有“圖釘狀”模糊函數(shù)外，還需具有大TBWP特性。

(a) (b)

對(duì)于時(shí)寬T、啁啾率k的單啁啾LFM信號(hào)，其模糊函數(shù)可表示為：

|χ(τ，fd)|2=

(8)

式中，±表示單啁啾LFM信號(hào)的啁啾符號(hào)。

對(duì)于時(shí)寬T、啁啾率k的雙啁啾LFM信號(hào)，其模糊函數(shù)可表示為：

(9)

從式(8)和式(9)可以看出，雙啁啾信號(hào)的模糊函數(shù)由兩個(gè)啁啾相反LFM信號(hào)的模糊函數(shù)組成。雙啁啾LFM信號(hào)模糊函數(shù)在原點(diǎn)處存在窄尖峰，而其他刀刃位置的模糊度降低到1/4，距離-速度探測(cè)精度得到了顯著的改善。此外，LFM信號(hào)調(diào)制方式簡(jiǎn)單，戰(zhàn)場(chǎng)中易于被截獲，降低了雷達(dá)系統(tǒng)的安全性和保密性。而雙啁啾LFM信號(hào)，是一種復(fù)合調(diào)制方式，可有效提高雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)精度和對(duì)抗性能。

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果分析

基于圖1的倍頻雙啁啾信號(hào)產(chǎn)生方案搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如圖3所示。實(shí)驗(yàn)中，光源(Emcore1782)輸出波長(zhǎng)1551.327 nm、功率15 dBm的線偏振連續(xù)光波，通過(guò)PC注入DP-MZM(Sumitomo，T.SBZH1.5-20PD-DAC)。DP-MZM的插入損耗為9 dB，消光比為30 dB，半波電壓為4 V。射頻信號(hào)由微波源(R&S SMBV100A)產(chǎn)生，頻率設(shè)置為7 GHz；基帶信號(hào)由任意波形發(fā)生器(AWG7802)產(chǎn)生，時(shí)寬和帶寬分別設(shè)置為1 μs和400 MHz；調(diào)制器偏置電壓受直流源(Agilent E3631A)控制，子MZM1和子MZM2工作在MATP，主MZM3工作在MITP。DP-MZM輸出光信號(hào)通過(guò)PD(Agilent 1192A)完成光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生倍頻雙啁啾LFM信號(hào)。實(shí)驗(yàn)中，光譜儀(Advantest Q8384)測(cè)量精度為0.01 nm，示波器(DSOV334)采樣率為 80 GSa/s，頻譜儀(Rohde Schwarz FSV30)帶寬為30 GHz，分辨帶寬(RBW)設(shè)置為100 kHz，分別記錄雙啁啾信號(hào)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)中光譜、波形和頻譜。

設(shè)置DP-MZM上下臂調(diào)制系數(shù)都為1.2，輸出光譜如圖4所示。光譜中主要由射頻和基帶調(diào)制二階邊帶組成。由于調(diào)制器消光比不理想，光譜圖中還存在±1階射頻光邊帶，功率抑制比為25.5 dB。同時(shí)，由于采用了較大的調(diào)制系數(shù)，±4光邊帶也被激發(fā)出來(lái)，高階邊帶抑制比為31.5 dB，滿足實(shí)驗(yàn)需求。

圖3 基于雙驅(qū)動(dòng)DP-MZM的倍頻雙啁啾LFM信號(hào)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)

圖4 DP-MZM輸出光譜

圖5 PD輸出頻譜。插圖為雙啁啾LFM信號(hào)電譜

DP-MZM輸出光信號(hào)注入PD完成光電轉(zhuǎn)換，拍頻信號(hào)電譜如圖5所示，主要包含直流、基帶信號(hào)、7 GHz雜散射頻信號(hào)和14 GHz雙啁啾信號(hào)。圖5中給出了電譜14 GHz處的放大圖，可以看處，雙啁啾信號(hào)中心頻率為14 GHz，帶寬為1.6 GHz(13.2-14.8 GHz)，分別為驅(qū)動(dòng)射頻和基帶信號(hào)的二倍和四倍，與理論分析相符。此外，由于調(diào)制器有限的消光比，7 GHz處出現(xiàn)了雜散信號(hào)，這一問(wèn)題可通過(guò)使用高消光比DP-MZM改善。

PD拍頻信號(hào)濾除雜波后，圖6(a)為產(chǎn)生的載波-帶寬倍頻系數(shù)2-4的雙啁啾LFM波形。利用短時(shí)傅里葉變換(STFT)提取信號(hào)的頻時(shí)曲線。在圖6(b)中，時(shí)頻圖中包含兩條中心頻率14 GHz、啁啾率0.8 GHz/μs和-0.8 GHz/μs的互補(bǔ)頻時(shí)曲線，對(duì)應(yīng)頻率變化范圍14-14.8 GHz與14-13.2 GHz的正、負(fù)啁啾LFM信號(hào)。雙啁啾信號(hào)的帶寬為1.6 GHz，對(duì)應(yīng)TBWP可計(jì)算為1600。同時(shí)，時(shí)頻圖中還存在其他雜波頻率，如啁啾率0.4 GHz/μs和-0.4 GHz/μs的LFM信號(hào)，和14 GHz射頻信號(hào)。該問(wèn)題是由于調(diào)制器有限消光比，導(dǎo)致了射頻±1階和基帶±1光邊帶未能完全抑制，拍頻后出現(xiàn)了雜散信號(hào)。

(a)

(b)

為了驗(yàn)證信號(hào)的探測(cè)性能，圖7給出了信號(hào)單周期的波形和對(duì)應(yīng)的自相關(guān)結(jié)果。

(a)

(b) (c)

在自相關(guān)圖7(b)中，波形自相關(guān)處理后，峰值旁瓣比為6.11 dB；在主瓣放大圖中，包絡(luò)表現(xiàn)出辛格(sinc)函數(shù)；時(shí)寬為1 μs的雙啁啾信號(hào)，脈沖壓縮后峰值的半高全寬為0.762 ns，對(duì)應(yīng)脈沖壓縮比可計(jì)算為1312。因此所提方案產(chǎn)生了載頻14 GHz、帶寬1.6 GHz的雙啁啾信號(hào)。信號(hào)具有好的脈沖壓縮性能，更高載頻、更大帶寬的雙啁啾信號(hào)可通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)射頻和基帶信號(hào)獲得。

3 信號(hào)探測(cè)性能分析

3.1 倍頻雙啁啾LFM信號(hào)的模糊函數(shù)

為了研究產(chǎn)生信號(hào)的探測(cè)性能，利用Matlab繪制載頻14 GHz、帶寬1.6 GHz、時(shí)寬1 μs雙啁啾LFM信號(hào)的模糊函數(shù)，如圖8(a)所示?？梢钥闯?，模糊函數(shù)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，尖峰位于原點(diǎn)處。因此，除了原點(diǎn)附近外，目標(biāo)位于其他位置時(shí)，雷達(dá)都具有精確地位置和速度分辨力。圖8(b)為雙啁啾信號(hào)模糊函數(shù)的等值線圖。作為對(duì)比，圖9(a)給出了載頻14 GHz、帶寬1.6 GHz、時(shí)寬1 μs正啁啾LFM信號(hào)模糊函數(shù)圖?？梢钥闯?，相比于圖9(a)，圖9(a)模糊函數(shù)表現(xiàn)出“刀刃狀”，在刀刃附近存在較大位置-多普勒模糊。而雙啁啾信號(hào)的模糊函數(shù)，刀刃部分降低為1/4，表現(xiàn)出“圖釘狀”，可以有效提高雷達(dá)探測(cè)的距離-速度聯(lián)合分辨力。圖9(b)為相同帶寬和時(shí)寬條件下，單啁啾LFM信號(hào)模糊函數(shù)的-3 dB等值線。可以看出，所提方案產(chǎn)生的雙啁啾信號(hào)，-3 dB模糊函數(shù)遠(yuǎn)小于LFM信號(hào)。因此，雙啁啾LFM信號(hào)有效地改善了單啁啾LFM信號(hào)存在的位置-多普勒耦合問(wèn)題，可極大提高雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)精度。

(a) (b)

(a) (b)

3.2 倍頻雙啁啾LFM信號(hào)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)探測(cè)能力分析

雙啁啾LFM信號(hào)，模糊函數(shù)呈“圖釘狀”，可以有效解決單啁啾LFM信號(hào)存在的距離-多普勒耦合問(wèn)題。為了驗(yàn)證雙啁啾信號(hào)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)探測(cè)性能，搭建圖10的仿真系統(tǒng)。仿真中，利用所提方案產(chǎn)生Ka波段的雙啁啾LFM信號(hào)，時(shí)寬設(shè)定為200 μs，中心頻率為30 GHz，頻率變化范圍設(shè)定為29.5 GHz-30.5 GHz和30.5 GHz-29.5 GHz。雙啁啾信號(hào)放大后通過(guò)天線輻射到自由空間完成探測(cè)。目標(biāo)與雷達(dá)距離設(shè)置為24 km，徑向速度為0.8 km/s。

圖10 雙啁啾LFM信號(hào)雷達(dá)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)探測(cè)示意圖

目標(biāo)回波匹配濾波處理后，輸出結(jié)果的包絡(luò)如圖11所示?？梢钥闯?，圖11存在兩個(gè)匹配濾波峰值，分別對(duì)應(yīng)雙啁啾信號(hào)的正啁啾掃頻信號(hào)和負(fù)啁啾掃頻信號(hào)。由于兩個(gè)單啁啾信號(hào)中心頻率相同，即對(duì)應(yīng)著相等的多普勒頻移，因此目標(biāo)的真時(shí)延應(yīng)該位于兩個(gè)匹配濾波峰值的中間，即160 μs，由此可計(jì)算目標(biāo)與雷達(dá)的距離為24 km。

圖11 雙啁啾LFM信號(hào)雷達(dá)系統(tǒng)匹配濾波輸出結(jié)果

目標(biāo)速度可通過(guò)多普勒效應(yīng)計(jì)算，即：

(10)

式中，Δt為啁啾信號(hào)波形匹配濾波處理后與真時(shí)延的時(shí)間偏離，f和B分別為雙啁啾信號(hào)的載頻和帶寬，v為目標(biāo)的徑向速度，c為光速，為簡(jiǎn)化分析取為3×108m/s。在圖11中，由于多普勒效應(yīng)，正負(fù)啁啾信號(hào)相對(duì)于目標(biāo)真時(shí)延分別偏離了-18 ns和+18 ns，帶入式(6.20)中，可計(jì)算得到目標(biāo)的徑向速度為0.8 km/s。由此可知，雷達(dá)觀測(cè)場(chǎng)景中，目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)距離為24 km，速度為0.8 km/s，與仿真設(shè)置相同。此外，當(dāng)雷達(dá)分別使用正啁啾信號(hào)和負(fù)啁啾信號(hào)觀測(cè)目標(biāo)時(shí)，匹配濾波結(jié)果將存在-2.7 m和+2.7 m的位置誤差，且無(wú)法測(cè)量到目標(biāo)的速度信息。

雷達(dá)工作在單啁啾LFM信號(hào)體制下，當(dāng)發(fā)射信號(hào)脈沖比較窄、啁啾率比較低、觀測(cè)目標(biāo)徑向速度不太高時(shí)，LFM信號(hào)具有多普勒頻移不敏感的優(yōu)勢(shì)。但處于空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的觀測(cè)目標(biāo)速度一般都比較快，如彈道導(dǎo)彈再入大氣層時(shí)速度可達(dá)5000 m/s以上，四代戰(zhàn)機(jī)也具備超音速巡航的能力，此時(shí)LFM信號(hào)的多普勒-時(shí)延耦合現(xiàn)象將導(dǎo)致雷達(dá)一維距離像在時(shí)間軸發(fā)生平移，出現(xiàn)成像模糊問(wèn)題。雷達(dá)采用雙啁啾信號(hào)，可有效提高目標(biāo)探測(cè)時(shí)的多普勒-時(shí)延聯(lián)合精度，解決單啁啾LFM存在的成像模糊問(wèn)題。

4 結(jié)論

為了產(chǎn)生倍頻雙啁啾LFM信號(hào)，文中提出了一種基于雙驅(qū)動(dòng)DP-MZM的方案。理論分析了雙啁啾LFM信號(hào)的產(chǎn)生原理，利用模數(shù)函數(shù)研究了雙啁啾LFM信號(hào)對(duì)雷達(dá)探測(cè)性能的改善。實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了載頻14 GHz、帶寬1.6 GHz、時(shí)寬帶寬積1600的雙啁啾LFM信號(hào)。對(duì)信號(hào)的波形進(jìn)行自相關(guān)處理，峰值旁瓣比為6.11 dB，1 μs的波形被壓縮至0.762 ns，對(duì)應(yīng)脈沖壓縮比為1312。所提方案無(wú)需偏振器件和光濾波器，具有操作簡(jiǎn)單、調(diào)諧性高的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)生信號(hào)表現(xiàn)出好的旁瓣抑制性能和脈沖壓縮性能。最后，分析了產(chǎn)生信號(hào)的探測(cè)性能，雙啁啾LFM信號(hào)模糊函數(shù)呈近似“圖釘狀”，表現(xiàn)出好的位置-多普勒聯(lián)合分辨力；在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)場(chǎng)景中，所提方案產(chǎn)生的信號(hào)可準(zhǔn)確探測(cè)到目標(biāo)的速度和位置信息，而單啁啾信號(hào)由于位置-多普勒耦合問(wèn)題，將存在2.7m的測(cè)距誤差。