基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】針對電纜式多點定位系統(tǒng)的不足，本實用新型提供一種基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)，包括8至20個子站接收前端和1個集中式接收與處理總站組成，子站接收前端分別與集中式接收與處理總站相連接，此外，每個子站接收前端均由天線、耦合器、前端光調(diào)制器、前端光解調(diào)器和前端光復用器組成；集中式接收與處理總站由子站接收后端、脈沖定標源產(chǎn)生器、基準與采樣時鐘產(chǎn)生器和A/D與時間測量模塊組成；通過傳輸光纖將子站接收前端與集中式接收與處理總站2相連接。本實用新型的主要優(yōu)點在于：采用微波光電復用實現(xiàn)多站接收機微波信號傳輸與定標，布站靈活，時差測量精度高，電磁兼容性強，成本相對低廉。
【專利說明】基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于飛行物方位監(jiān)測與引導【技術(shù)領(lǐng)域】，具體屬于基于光電技術(shù)的多站時差接收機，尤其適用于機場III級綜合交通與引導雷達系統(tǒng)的分布式時差接收機系統(tǒng)。本實用新型采用微波光電復用實現(xiàn)多站接收機微波信號傳輸與定標，解決了分布式接收機布站靈活，時差測量精度高，電磁兼容性強，成本相對低廉等問題，具有很強的社會效應和市場價值。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，民航系統(tǒng)對飛機方位的監(jiān)測與引導主要是通過機場III級綜合交通監(jiān)視與引導系統(tǒng)(又稱，MLAT多點定位系統(tǒng))實現(xiàn)。在該系統(tǒng)中，通過布直在機場沮圍內(nèi)或者航路上的多個遠端接收子站接收機載應答信號，精確測得目標的應答信號到達各個遠端接收站的時間，利用多站到達時間差數(shù)據(jù)，獲得目標的高精度定位信息。
[0003]該系統(tǒng)需要具備如下三個特征:第一，要求該系統(tǒng)具有高定位精度，且在成本低廉的前提下具有極高的測量精度高；第二，要求該系統(tǒng)適用性強，能夠滿足不同機場間的物理環(huán)境的差別以及機場自身環(huán)境的變化所帶來的影響，能夠在距離集中式接收與處理總站幾十米到幾千米的范圍內(nèi)靈活布站；第三，要求具備良好的電磁抗性，由于機場周圍電磁環(huán)境復雜，為了減小定位信息的誤差，接收機系統(tǒng)應有抵抗電磁干擾的能力。
[0004]由于接收站天線接收到的是微波信號，根據(jù)傳統(tǒng)的信號傳輸方式，遠端接收站與主站之間的信號傳輸可米用微波一數(shù)字傳輸和微波傳輸兩種方式。
[0005]在采用微波-數(shù)字傳輸方式的時候，需要在各接收子站完成微波頻段雷達信號處理等工作，再轉(zhuǎn)為數(shù)字信號傳送至總站。該方式需要對每個接收子站供電高達幾百瓦，子站供電系統(tǒng)復雜；該方式中各子站分別進行雷達信號處理，不同子站之間的環(huán)境差別需要分別進行處理，子站的信號處理系統(tǒng)十分復雜，以上兩點不利于提高子站布站的靈活性。
[0006]在采用微波傳輸方式的時候，各接收子站與總站之間的數(shù)據(jù)傳輸采用微波電纜的方式進行傳輸，該方式下的信號傳輸損耗與該系統(tǒng)所采用的微波電纜長度呈正相關(guān)關(guān)系。尤其當各個接收子站之間距離較遠時(通常為幾十米到幾千米)，由微波電纜引發(fā)的損耗為十幾dB到幾百dB ;其次，即使采用放大器補償了傳輸損耗，接收子站的位置一旦發(fā)生變化，傳輸損耗也發(fā)生較大的變化，以上兩點不利于各子站布站的靈活。此外，該方式下，由于微波電纜自身結(jié)構(gòu)原理的局限性，導致通過微波電纜傳輸?shù)男盘柺芡饨珉姶怒h(huán)境的影響較大。而且，微波電纜需要鋪設(shè)大量的管線，且自各接收子站向控制中心匯聚時，微波電纜的口徑越粗，且需要額外屏蔽工藝與設(shè)備避免各微波電纜之間的干擾，直接導致成本增加、鋪設(shè)困難以及后期維護的費用高、檢修困難等問題。
[0007]而采用光纖為傳輸媒質(zhì)，以光的形式傳輸天線所接收到的微波信號時，首先，光纖對通信窗口波長處的光信號的傳輸損耗較?。坏诙?，光纜中傳輸?shù)墓庑盘柺芡饨珉姶怒h(huán)境的影響較小。因此，以光纖連接各分布式接收子站和集中式處理與接收總站，將有助于提高各接收子站布站的靈活性，降低系統(tǒng)在電磁屏蔽方面的花銷。實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目標旨在實現(xiàn)MLAT多點定位系統(tǒng)中遠距離靈活布站在幾十米到10千米的范圍和復雜電磁環(huán)境下減小電磁干擾的目標，以提供一種布站靈活，時差測量精度高，電磁兼容性強，成本相對低廉的基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)。本實用新型的具體結(jié)構(gòu)為:
[0009]基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)，包括η個子站接收前端和I個集中式接收與處理總站2組成，η的取值范圍為8至20之間；所述的η個子站接收前端依次編號為第一子站接收前端101、第二子站接收前端102、……直至第η子站接收前端10η，上述η個子站接收前端分別與集中式接收與處理總站2相連接，此外:每個子站接收前端均由天線
4、耦合器5、前端光調(diào)制器6、前端光解調(diào)器7和前端光復用器8組成，其中，耦合器5有兩個信號輸入端口和一個信號輸出端口，天線4的信號通訊端與稱合器5的其中一個信號輸入端口相連接；通過前端光調(diào)制器6將耦合器5的信號輸出端與前端光復用器8的信號輸入端相連接，通過前端光解調(diào)器7將耦合器5的另一個信號輸入端口與前端光復用器8的信號輸出端相連接；
[0010]集中式接收與處理總站2由與子站接收前端數(shù)量相一致的η個子站接收后端、I個脈沖定標源產(chǎn)生器9、I個基準與采樣時鐘產(chǎn)生器10和I個A/D與時間測量模塊11組成；所述的η個子站接收后端與前述的η個子站一一對應，且編號依次為第一子站接收后端201、第二子站接收后端202、……直至第η子站接收后端20η ;其中，每個子站接收后端均由后端光復用器12、后端光解調(diào)器13、后端光調(diào)制器14和后端對數(shù)檢波器15組成；通過后端光解調(diào)器13將后端光復用器12的輸 出端與后端對數(shù)檢波器15的信號輸入端相連接，后端對數(shù)檢波器15的信號輸出端與A/D與時間測量模塊11的信號輸入端相連接；通過后端光調(diào)制器14將后端光復用器12的輸入端與脈沖定標源產(chǎn)生器9的信號輸出端相連接；
[0011]脈沖定標源產(chǎn)生器9的信號輸入端與基準與米樣時鐘產(chǎn)生器10的信號輸出端相連接；
[0012]通過η個傳輸光纖3將η個子站接收前端中前端光復用器8的雙向信號傳輸端與η個子站接收后端中后端光復用器12的雙向信號傳輸端一一連接；即第一子站接收前端101內(nèi)的前端光復用器8的雙向信號傳輸端與第一子站接收后端201內(nèi)的后端光復用器12的雙向信號傳輸端通過一根傳輸光纖3相連接，第二子站接收前端102內(nèi)的前端光復用器8的雙向信號傳輸端與第二子站接收后端202內(nèi)的后端光復用器12的雙向信號傳輸端通過一根傳輸光纖3相連接，依次類推，第η子站接收前端IOn內(nèi)的前端光復用器8的雙向信號傳輸端與第η子站接收后端20η內(nèi)的后端光復用器12的雙向信號傳輸端通過一根傳輸光纖3相連接。
[0013]本實用新型的主要優(yōu)點在于:
[0014]本實用新型采用微波光電復用實現(xiàn)多站接收機微波信號傳輸與定標，微波信號被調(diào)制至光頻后經(jīng)由光纖傳至總站集中處理，傳輸損耗較小對長度不敏感，電磁兼容性強，解決了分布式接收機布站靈活問題；同時采用脈沖定標源對測量時間進行校準，時差測量精度高，成本相對低廉等問題，具有很強的社會效應和市場價值；
[0015]1、各分布式接收子站之間，以及各分布式接收子站和集中式接收與處理主站之間的距離和分布可以靈活改變。光信號在光纖中傳輸時，其傳輸損耗很小(當不考慮接頭損耗時，SM28-e型普通單模光纖在1450nm到1650nm波長范圍內(nèi)的損耗一般低于0.25dB/km)。在此情況下，各前端接收子站與集中式接收與處理主站之間的信號損耗較小，避免了微波電纜在長距離傳輸信號時由于較大的損耗所帶來的布站范圍的限制，使用光纖做為信號傳輸介質(zhì)可以解決分布式接收機在較大區(qū)域內(nèi)布站靈活問題；
[0016]2、由于各個分布式接收子站只需完成目標電信號、定標電信號的接收和調(diào)制到光頻的工作，并不需完成雷達目標信號的處理，各接收子站的耗電量較小，為IOW以下。因此，接收子站既不需要大功率供電系統(tǒng)，也不需要復雜的信號處理系統(tǒng)，因此各個分布式接收子站的結(jié)構(gòu)簡單緊湊，有利于子站靈活布站；
[0017]3、光信號在傳輸光纖中傳輸時，對電磁干擾不敏感，比起采用微波電纜傳輸信號的方式，大大降低了系統(tǒng)在電磁屏蔽方面的花銷，成本相對低廉，更有利于機場環(huán)境中雷達的工作；4、本實用新型采用光纖傳輸脈沖定標源對測量時間進行校準。經(jīng)過實測，光纖射頻傳輸系統(tǒng)，其相位穩(wěn)定性、傳輸延時穩(wěn)定性以及波形保形方面均有良好的性能。具體試驗結(jié)果:5Km光纖傳輸IGHz射頻信號的相位抖動為上下浮動0.47度，標準差為0.10度；射頻信號傳輸延時在取100點數(shù)據(jù)做平均處理后，分析試驗數(shù)據(jù)，可知其時延抖動的標準差在4ps~21ps (試驗室內(nèi)條件下:光纖射頻傳輸系統(tǒng)輸入信號為_15dBm~_42dBm時所得結(jié)果)；在合理確定光端機的傳輸信號帶寬的前提下，光纖射頻傳輸對脈沖信號的上升沿和下降沿影響較小，均在ns級別，其遠距離傳輸對脈沖傳輸延時影響很小，甚至可以完全忽略。因此，本系統(tǒng)時差測量精度高，電磁兼容性強，成本相對低廉等問題，具有很強的社會效應和市場價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。 【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的結(jié)構(gòu)特點。
[0020]參見圖1，基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)，包括η個子站接收前端和I個集中式接收與處理總站2組成，η的取值范圍為8至20之間；所述的η個子站接收前端依次編號為第一子站接收前端101、第二子站接收前端102、……直至第η子站接收前端10η，上述η個子站接收前端分別與集中式接收與處理總站2相連接，此外:每個子站接收前端均由天線4、耦合器5、前端光調(diào)制器6、前端光解調(diào)器7和前端光復用器8組成，其中，耦合器5有兩個信號輸入端口和一個信號輸出端口，天線4的信號通訊端與稱合器5的其中一個信號輸入端口相連接；通過前端光調(diào)制器6將耦合器5的信號輸出端與前端光復用器8的信號輸入端相連接，通過前端光解調(diào)器7將耦合器5的另一個信號輸入端口與前端光復用器8的信號輸出端相連接；
[0021]集中式接收與處理總站2 由與子站接收前端數(shù)量相一致的η個子站接收后端、I個脈沖定標源產(chǎn)生器9、I個基準與采樣時鐘產(chǎn)生器10和I個A/D與時間測量模塊11組成；所述的η個子站接收后端與前述的η個子站一一對應，且編號依次為第一子站接收后端201、第二子站接收后端202、……直至第η子站接收后端20η ;其中，每個子站接收后端均由后端光復用器12、后端光解調(diào)器13、后端光調(diào)制器14和后端對數(shù)檢波器15組成；通過后端光解調(diào)器13將后端光復用器12的輸出端與后端對數(shù)檢波器15的信號輸入端相連接，后端對數(shù)檢波器15的信號輸出端與A/D與時間測量模塊11的信號輸入端相連接；通過后端光調(diào)制器14將后端光復用器12的輸入端與脈沖定標源產(chǎn)生器9的信號輸出端相連接；
[0022]脈沖定標源產(chǎn)生器9的信號輸入端與基準與米樣時鐘產(chǎn)生器10的信號輸出端相連接；
[0023]通過η個傳輸光纖3將η個子站接收前端中前端光復用器8的雙向信號傳輸端與η個子站接收后端中后端光復用器12的雙向信號傳輸端一一連接；即第一子站接收前端101內(nèi)的前端光復用器8的雙向信號傳輸端與第一子站接收后端201內(nèi)的后端光復用器12的雙向信號傳輸端通過一根傳輸光纖3相連接，第二子站接收前端102內(nèi)的前端光復用器8的雙向信號傳輸端與第二子站接收后端202內(nèi)的后端光復用器12的雙向信號傳輸端通過一根傳輸光纖3相連接，依次類推，第η子站接收前端IOn內(nèi)的前端光復用器8的雙向信號傳輸端與第η子站接收后端20η內(nèi)的后端光復用器12的雙向信號傳輸端通過一根傳輸光纖3相連接。
[0024]進一步地說，本基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)同時執(zhí)行探測模式和定標模式兩種工作模式；在探測模式中，本分布式時差接收機系統(tǒng)接收飛行物的目標信號，完成對飛行物的目標高精度定位；在定標模式中，本分布式時差接收機系統(tǒng)對所有的接收鏈路進行測量時間的校準，即對η個子站接收前端之間的測量時間的校準，提高對飛行物的目標探測精度。
[0025]進一步地說，天線4，負責接收空間目標發(fā)出的目標電信號，目標電信號的頻率范圍為1080MHz?1100MHz。耦合器5，負責接收自相連接的天線4所傳來的目標電信號，并將該目標電信號經(jīng)前端光調(diào)制器6傳遞至前端光復用器8 ;耦合器5還接收自前端光解調(diào)器7傳遞來的頻率為1080MHz?1100MHz的定標電信號，并將該定標電信號經(jīng)前端光調(diào)制器6傳遞至前端光復用器8。前端光調(diào)制器6，負責將自耦合器5接收的目標電信號和定標電信號一同轉(zhuǎn)換為波長在1520nm?1620nm之間的光信號后,送至前端光復用器8,經(jīng)前端光調(diào)制器6轉(zhuǎn)換的光信號中包含的目標光信號和下行定標光信號，且與轉(zhuǎn)換前的目標電信號和定標電信號相對應。前端光解調(diào)器7，負責接收從前端光復用器8送來的、波長在1260nm?1350nm之間的上行定標光信號，并將該上行定標光信號轉(zhuǎn)換成頻率在1080MHz?1100MHz之間的定標電信號后送至耦合器5內(nèi)的耦合支路。前端光復用器8，負責將前端光調(diào)制器6傳送來的目標光信號和下行定標光信號經(jīng)傳輸光纖3傳遞至相對應的后端光復用器12 ；與此同時，前端光復用器8還經(jīng)該傳輸光纖3接收對應的后端光復用器12送來的工作在的上行定標光信號。傳輸光纖3，負責將子站接收前端內(nèi)的前端光復用器8和對應的子站接收后端內(nèi)的后端光復用器12連接。后端光復用器12，負責將接收到的目標光信號和下行定標光信號送至后端光解調(diào)器13 ;同時，后端光復用器12將自后端光調(diào)制器14接收的的上行目標光信號，經(jīng)傳輸光纖3發(fā)送至對應的前端光復用器8。后端光解調(diào)器13，負責將自后端光復用器12接收到的目標光信號和下行定標光信號光信號恢復為頻率為1080MHz?1100MHz的電信號，并將該恢復后的電信號傳輸至后端對數(shù)檢波器15 ;恢復后的電信號中包含有目標電信號和定標電信號，且與對應的子站接收前端內(nèi)的目標電信號及定標電信號相一致。后端光調(diào)制器14，負責接收由脈沖定標源產(chǎn)生器9產(chǎn)生的定標電信號，并將該定標電信號轉(zhuǎn)換為工作在波長1260nm~1350nm之間的上行定標光信號后傳送至后端光復用器12。后端對數(shù)檢波器15，負責對自后端光解調(diào)器13送來頻率I的定標電信號進行檢波獲得視頻回波脈沖信號，并將獲得的視頻回波脈沖信號送至A/D與時間測量模塊11。A/D與時間測量模塊11，負責接收從η組后端對數(shù)檢波器15送來的視頻回波脈沖信號，并在基準與采樣時鐘產(chǎn)生器10的控制下，將上述η組視頻回波脈沖信號進行采樣率為100MHz8-bit的A/D變換，對到達前沿時間進行測量。基準與采樣時鐘產(chǎn)生器10，負責為A/D與時間測量模塊11和脈沖定標源產(chǎn)生器9提供IOOMHz采樣時鐘及IOMHz基準時鐘。脈沖定標源產(chǎn)生器9，負責在基準與采樣時鐘產(chǎn)生器10的控制下，產(chǎn)生一串載頻與工作頻率的脈沖信號源，脈沖信號源的頻率在1080MHz~IIOOMHz之間；脈沖定標源產(chǎn)生器9產(chǎn)生脈沖信號源被分成η路，分別送至與之相連的η個后端光調(diào)制器14。
[0026]進一步地說，視頻回波脈沖串是符合AnnexlO標準格式的、且經(jīng)過對數(shù)檢波后的
直流信號。
[0027]進一步地說，天線4為水平360°的固定不旋轉(zhuǎn)全向輻射結(jié)構(gòu)雷達；天線4的工作頻率范圍可從1087MHz~1093MHz中選擇，工作帶寬10MHz，天線增益≥4.5dB ;天線4的波束形式為水平全方向的接收天線，垂直方向波束寬度≥ 75°，且天線4的極化方式為垂直極化。
[0028]進一步地說，耦合器5的工作頻率為1080MHz~11OOMHz，并集成了電信號放大器的功能，信號增益不小于30dB。 [0029]進一步地說，前端光調(diào)制器6的工作頻率為1080MHz~1100MHz，工作波長為波長1540nm~1560nm ;前端光解調(diào)器7的工作頻率為1080MHz~1100MHz，工作波長為波長1300nm~1320nm ;傳輸光纖3為SM_28e型單模光纖，截止波長為1280nm ;后端光解調(diào)器14的工作頻率為1080MHz~11OOMHz，工作波長為波長1300nm~1320nm ;后端光調(diào)制器13的工作頻率為1080MHz~11OOMHz，工作波長為波長1540nm~1560nm。
[0030]進一步地說，脈沖定標源產(chǎn)生器9的輸出頻率為與天線4的工作頻率相同；基準與采樣時鐘產(chǎn)生器10輸出頻率為100MHz，本振穩(wěn)定度≤l010/ms，相位噪聲為_120dBc ；A/D與時間測量模塊11的動態(tài)范圍為_70dBm~5dBm，采樣率為100MHz，數(shù)據(jù)位8位；后端對數(shù)檢波器15的頻率范圍:IG~1.2G，切線靈敏度為_70dBm，動態(tài)范圍為-70~+5dBm，采樣頻率100MHz，AD位數(shù)8比特。
[0031]進一步地說，目標電信號為在探測模式下，由天線4接收到的由飛行物發(fā)出的電信號，該信號攜帶目標物的位置信息，由前端分布式接收子站I向集中式接收和處理總站2發(fā)送；目標光信號為在探測模式下，由天線4接收到的由飛行物發(fā)出的電信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后形成的光信號，該信號攜帶目標物的位置信息，并由各前端分布式接收子站I向集中式接收和處理總站2發(fā)送；定標電信號為在定標模式下，由脈沖定標源產(chǎn)生模塊13產(chǎn)生的電信號，該信號攜帶接收機系統(tǒng)的定標信息，由集中式接收和處理總站2向各前端分布式接收子站I發(fā)送；上行定標光信號為在定標模式下，由定標電信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換形成的激光信號，該信號攜帶接收機系統(tǒng)的定標信息，由集中式接收和處理總站2向各前端分布式接收子站I發(fā)送；下行定標光信號是指在定標模式下，由定標電信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換形成的激光信號，該信號攜帶接收機系統(tǒng)的定標信息，由各前端分布式接收子站I向集中式接收和處理總站2發(fā)送。[0032]進一步地說，目標電信號和定標電信號的優(yōu)選的工作頻率為1090MHz，這一頻率是為了滿足機場場面監(jiān)視和終端區(qū)監(jiān)視以及航路監(jiān)視的要求而決定的。其中，目標電信號的動態(tài)為75dB，定標電信號的動態(tài)為50dB。
[0033]目標光信號和下行定標光信號的優(yōu)選的工作波長為1550nm,上行定標光信號的優(yōu)選的工作波長為1310nm。選擇以上兩個波長是為了滿足普通單模光纖的最小損耗通信窗口的要求，而兩光信號波長選擇不同則是為了避免在光纖中傳輸時由于反射等因素引起的干擾。一般來說，光信號的功率由其對應的電信號的功率、光電調(diào)制器的響應深度以及后面鏈路中對光信號的放大倍數(shù)決定。但在本系統(tǒng)中，對信號的放大在電信號部分完成，因此對于光信號的功率沒有特殊的要求。
[0034]稱合器5的信號稱合比為20dB,信號總增益為40dB。
[0035]當目標電信號和定標電信號的工作頻率為1090MHz，目標光信號和下行定標光信號的工作波長為1550nm,上行定標光信號的優(yōu)選的工作波長為1310nm,本產(chǎn)品的具體工作方式如下所述:在該系統(tǒng)中，天線4接收空間目標發(fā)出的頻率為1090MHz的微波信號；耦合器5接收自相連接的天線4所傳來的頻率為1090MHz的目標電信號，并將該目標電信號經(jīng)前端光調(diào)制器6傳遞至前端光復用器8 ;耦合器5還接收自前端光解調(diào)器6傳遞來的頻率為1090MHz定標電信號，并將該定標電信號經(jīng)前端光調(diào)制器6傳遞至前端光復用器8 ;前端光調(diào)制器6接收從稱合器5送來的頻率為1090MHz的目標電信號和定標電信號,將目標電信號和定波電信號調(diào)制到1550nm處并送至前端光復用器8，該1550nm激光中包含了目標光信號和下行定標光信號；前端光解調(diào)器7接收從前端光復用器8送來的、波長為1310nm的上行定標光信號，將其轉(zhuǎn)換成頻率為1090MHz的定標電信號，并將定標電信號送至耦合器5內(nèi)的耦合支路；前端光復用器8在下行通道中，負責接收從前端光解調(diào)器7傳送來的工作在波長1550nm的目標光信號和下行定標光信號，并將光信號經(jīng)過獨立的傳輸光纖3傳遞至相對應的后端光復用器101 ;與此同時，前端光復用器8還負責接收經(jīng)同一根傳輸光纖3所傳遞來的、來自對應的后端光復用器12送來的工作在波長1310nm的上行定標光信號；通過傳輸光纖3將子站接收前端內(nèi)的前端光復用器8和對應的子站接收后端內(nèi)的后端光復用器12連接；后端光復用器12在下行通道中，接收從傳輸光纖3送來的工作在波長1550nm的目標光信號和下行定標光信號，并將其送至后端光解調(diào)器13 ;同時，接收從后端光調(diào)制器14送來的工作在波長1310nm的上行定標光信號,并將其送至傳輸光纖3 ;后端光解調(diào)器13接收由后端光復用器12送來的工作在波長為1550nm的目標光信號和下行定標光信號，并將其解調(diào)為頻率為1090MHz的電信號，隨后將該電信號至后端對數(shù)檢波器15 ;后端光調(diào)制器14接收由脈沖定標源產(chǎn)生器9產(chǎn)生的定標電信號，并將該頻率為1090MHz的定標電信號轉(zhuǎn)換為工作在波長1310nm的光信號后穿送至后端光復用器11 ;后端對數(shù)檢波器14負責對自后端光解調(diào)器12送來的定標電信號進行檢波，獲得視頻回波脈沖信號；隨后將獲得的視頻回波脈沖信號送至A/D與時間測量模塊11 ；A/D與時間測量模塊11負責接收從10組后端對數(shù)檢波器15送來的視頻回波脈沖信號，并在基準與采樣時鐘產(chǎn)生器10的控制下，將上述10組視頻回波脈沖信號進行采樣率為100MHz8-bit的A/D變換，對到達前沿時間進行測量?；鶞逝c采樣時鐘產(chǎn)生器10為A/D與時間測量模塊11和脈沖定標源產(chǎn)生器9提供IOOMHz采樣時鐘及IOMHz基準時鐘；脈沖定標源產(chǎn)生器9在基準與采樣時鐘產(chǎn)生器10的控制下，產(chǎn)生一串工作頻率均為1090MHz的脈沖信號源，并分成10路分別送至與之相連的10個后端光調(diào)制器13作為定標電信號。此外，天線3為水平360°的固定不旋轉(zhuǎn)全向輻射結(jié)構(gòu)雷達；天線3的工作頻率1090MHz±3MHz，工作帶寬10MHz，天線增益≤4.5dB ;天線3的波束形式為水平全方向的接收天線，垂直方向波束寬度≥75°，且天線3的極化方式為垂直極化。此外，基準與采樣時鐘產(chǎn)生器9送我輸出頻率為100MHz，本振穩(wěn)定度≤l0./ms，相位噪聲為-120dBc。此外，前端光調(diào)制器5的工作頻率為1090±10MHz，工作波長為波長1550±10nm ;前端光解調(diào)器6的工作頻率為1090± 10MHz，工作波長為波長1310±10nm ;傳輸光纖3為SM_28e型單模光纖，截止波長為1280nm ;后端光解調(diào)器12的工作頻率為1090±10MHz，工作波長為波長1310±10nm ;后端光調(diào)制器13的工作頻率為1090 ± IOMHz，工作波長為波長1550 ± IOnm ;后端對數(shù)檢波器14的頻率范圍:IG~1.2G，切線靈敏度為-70dBm，動態(tài)范圍為-70~+5dBm，采樣頻率100MHz，AD位數(shù)8比特；A/D與時間測量模塊10的動態(tài)范圍為_70dBm~5dBm，采樣率為100MHz，數(shù)據(jù)位8位；脈沖定標源產(chǎn)生器8的輸出頻率 為1090MHz。
【權(quán)利要求】
1.基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)，包括η個子站接收前端和I個集中式接收與處理總站(2)組成，η的取值范圍為8至20之間；所述的η個子站接收前端依次編號為第一子站接收前端(101 )、第二子站接收前端(102)、……直至第η子站接收前端(10η)，上述η個子站接收前端分別與集中式接收與處理總站(2)相連接,其特征在于,每個子站接收前端均由天線(4)、耦合器(5)、前端光調(diào)制器(6)、前端光解調(diào)器(7)和前端光復用器(8)組成，其中，耦合器(5)有兩個信號輸入端口和一個信號輸出端口，天線(4)的信號通訊端與率禹合器(5)的其中一個信號輸入端口相連接；通過前端光調(diào)制器(6)將稱合器(5)的信號輸出端與前端光復用器(8)的信號輸入端相連接，通過前端光解調(diào)器(7)將耦合器(5)的另一個信號輸入端口與前端光復用器(8)的信號輸出端相連接； 集中式接收與處理總站(2)由與子站接收前端數(shù)量相一致的η個子站接收后端、I個脈沖定標源產(chǎn)生器(9)、1個基準與采樣時鐘產(chǎn)生器(10)和I個A/D與時間測量模塊(11)組成；所述的η個子站接收后端與前述的η個子站一一對應，且編號依次為第一子站接收后端(201)、第二子站接收后端(202)、……直至第η子站接收后端(20n);其中，每個子站接收后端均由后端光復用器(12)、后端光解調(diào)器(13)、后端光調(diào)制器(14)和后端對數(shù)檢波器(15)組成；通過后端光解調(diào)器(13)將后端光復用器(12)的輸出端與后端對數(shù)檢波器(15)的信號輸入端相連接，后端對數(shù)檢波器(15)的信號輸出端與A/D與時間測量模塊(11)的信號輸入端相連接；通過后端光調(diào)制器(14)將后端光復用器(12)的輸入端與脈沖定標源產(chǎn)生器(9)的信號輸出端相連接；脈沖定標源產(chǎn)生器(9)的信號輸入端與基準與采樣時鐘產(chǎn)生器(10)的信號輸出端相連接； 通過η個傳輸光纖(3)將η個子站接收前端中前端光復用器(8)的雙向信號傳輸端與η個子站接收后端中后端光復用器(12)的雙向信號傳輸端一一連接；即第一子站接收前端(101)內(nèi)的前端光復用器(8)的雙向信號傳輸端與第一子站接收后端(201)內(nèi)的后端光復用器(12)的雙向信號傳輸端通過一根傳輸光纖(3)相連接，第二子站接收前端(102)內(nèi)的前端光復用器(8)的雙向信號傳輸端與第二子站接收后端(202)內(nèi)的后端光復用器(12)的雙向信號傳輸端通過一根傳`輸光纖(3)相連接，依次類推，第η子站接收前端(IOn)內(nèi)的前端光復用器(8)的雙向信號傳輸端與第η子站接收后端(20η)內(nèi)的后端光復用器(12)的雙向信號傳輸端通過一根傳輸光纖(3)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)，其特征在于，天線(4)，負責接收空間目標發(fā)出的目標電信號，目標電信號的頻率范圍為1080MHz~1100MHz ； 耦合器(5)，負責接收自相連接的天線(4)所傳來的目標電信號，并將該目標電信號經(jīng)前端光調(diào)制器(6)傳遞至前端光復用器(8);耦合器(5)還接收自前端光解調(diào)器(7)傳遞來的頻率為1080MHz~1100MHz的定標電信號，并將該定標電信號經(jīng)前端光調(diào)制器(6)傳遞至前端光復用器(8); 前端光調(diào)制器(6),負責將自稱合器(5)接收的目標電信號和定標電信號一同轉(zhuǎn)換為波長在1520nm~1620nm之間的光信號后，送至前端光復用器(8)，經(jīng)前端光調(diào)制器(6)轉(zhuǎn)換的光信號中包含的目標光信號和下行定標光信號，且與轉(zhuǎn)換前的目標電信號和定標電信號相對應； 前端光解調(diào)器(7)，負責接收從前端光復用器(8)送來的、波長在1260nm~1350nm之間的上行定標光信號，并將該上行定標光信號轉(zhuǎn)換成頻率在1080MHz~1100MHz之間的定標電信號后送至耦合器(5)內(nèi)的耦合支路； 前端光復用器(8),負責將前端光調(diào)制器(6)傳送來的目標光信號和下行定標光信號經(jīng)傳輸光纖(3)傳遞至相對應的后端光復用器(12);與此同時，前端光復用器(8)還經(jīng)該傳輸光纖(3)接收對應的后端光復用器(12)送來的工作在的上行定標光信號； 傳輸光纖(3)，負責將子站接收前端內(nèi)的前端光復用器(8)和對應的子站接收后端內(nèi)的后端光復用器(12)連接； 后端光復用器(12)，負責將接收到的目標光信號和下行定標光信號送至后端光解調(diào)器(13);同時，后端光復用器(12)將自后端光調(diào)制器(14)接收的的上行目標光信號，經(jīng)傳輸光纖(3 )發(fā)送至對應的前端光復用器(8 )； 后端光解調(diào)器(13)，負責將自后端光復用器(12)接收到的目標光信號和下行定標光信號光信號恢復為頻率為1080MHz~1100MHz的電信號，并將該恢復后的電信號傳輸至后端對數(shù)檢波器(15 );恢復后的電信號中包含有目標電信號和定標電信號，且與對應的子站接收前端內(nèi)的目標電信號及定標電信號相一致； 后端光調(diào)制器(14)，負責接收由脈沖定標源產(chǎn)生器(9)產(chǎn)生的定標電信號，并將該定標電信號轉(zhuǎn)換為工作在波長1260nm~1350nm之間的上行定標光信號后傳送至后端光復用器(12); 后端對數(shù)檢波器(15)，負責對自后端光解調(diào)器(13)送來頻率I的定標電信號進行檢波獲得視頻回波脈沖信號，并將獲得的視頻回波脈沖信號送至A/D與時間測量模塊(11)； A/D與時間測量模塊(11)，負責接收從η組后端對數(shù)檢波器(15)送來的視頻回波脈沖信號，并在基準與采樣時鐘產(chǎn)生器(10)的控制下，將上述η組視頻回波脈沖信號進行采樣率為100MHz8-bit的A/D變換，對到達前沿時間進行測量；基準與采樣時鐘產(chǎn)生器(10)，負責為A/D與時間測量模塊(11)和脈沖定標源產(chǎn)生器(9)提供IOOMHz采樣時鐘及IOMHz基準時鐘； 脈沖定標源產(chǎn)生器(9)，負責在基準與采樣時鐘產(chǎn)生器(10)的控制下，產(chǎn)生一串載頻與工作頻率的脈沖信號源，脈沖信號源的頻率在1080MHz~1100MHz之間；脈沖定標源產(chǎn)生器(9)產(chǎn)生脈沖信號源被分成η路，分別送至與之相連的η個后端光調(diào)制器(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)，其特征在于，天線(4)為水平360°的固定不旋轉(zhuǎn)全向輻射結(jié)構(gòu)雷達；天線(4)的工作頻率范圍可從1087MHz~1093MHz中選擇，工作帶寬10MHz，天線增益≥4.5dB ;天線(4)的波束形式為水平全方向的接收天線，垂直方向波束寬度≥75°，且天線(4)的極化方式為垂直極化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)，其特征在于，耦合器(5)的工作頻率為1080MHz~1100MHz，并集成了電信號放大器的功能，信號增益不小于30dB。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)，其特征在于，前端光調(diào)制器(6)的工作頻率為1080MHz~1100MHz，工作波長為波長1540nm~1560nm ； 前端光解調(diào)器(7)的工作頻率為1080MHz~1100MHz，工作波長為波長1300nm~1320nm ； 傳輸光纖(3)為SM_28e型單模光纖，截止波長為1280nm ； 后端光解調(diào)器(14)的工作頻率為1080MHz~1100MHz，工作波長為波長1300nm~1320nm ； 后端光調(diào)制器(13)的工作頻率為1080MHz~1100MHz，工作波長為波長1540nm~1560nmo
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電技術(shù)的分布式時差接收機系統(tǒng)，其特征在于，脈沖定標源產(chǎn)生器(9)的輸出頻率為與天線(4)的工作頻率相同； 基準與采樣時鐘產(chǎn)生器(10)輸出頻率為100MHz，本振穩(wěn)定度≤IO-ltVms,相位噪聲為-120dBc ； A/D與時間測量模塊(11)的動態(tài)范圍為-70dBm~5dBm，采樣率為IOOMHz，數(shù)據(jù)位8位； 后端對數(shù)檢波器(15)的頻率范圍:1G~1.2G，切線靈敏度為-70dBm，動態(tài)范圍為-70~+5dBm ，采樣頻率100MHz，AD位數(shù)8比特。
【文檔編號】H04B10/25GK203616471SQ201320714317
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】張焱, 方立軍, 柳勇, 馬駿, 洪蕾, 郭雪鋒 申請人:中國電子科技集團公司第三十八研究所