技术特征：
1.一种调制格式可调的线性调频信号产生装置，其特征在于，包括激光源(1)、光隔离器(2)、2
×
2光耦合器(3)、第一相位调制器(4
a
)、第二相位调制器(4
b
)、光电探测器(7)；2
×
2光耦合器(3)具有4个端口(3-1、3-2、3-3、3-4)，分别记为第一、二、三、四端口，其中，第一端口(3-1)和第二端口(3-2)为2
×
2光耦合器(3)的直通臂上的一对端口，第三端口(3-3)和第四端口(3-4)为2
×
2光耦合器(3)的耦合臂上的一对端口；激光源(1)输出端与光隔离器(2)连接；光隔离器(2)与2
×
2光耦合器(3)的第一端口(3-1)连接；2
×
2光耦合器(3)的第二端口(3-2)与第一相位调制器(4
a
)的输入端相连接，第一相位调制器(4
a
)的输出端与第二相位调制器(4
b
)的输出端相连接，第二相位调制器(4
b
)的输入端与2
×
2光耦合器(3)的第三端口(3-3)相连接，从而构成萨格纳克环结构；2
×
2光耦合器(3)的第四端口(3-4)与光电探测器(7)连接；第一相位调制器(4
a
)受到线性调频信号(5)的驱动，第二相位调制器(4
b
)受到数字控制信号(6)的驱动。2.一种调制格式可调的线性调频信号产生方法，其基于权利要求1所述的调制格式可调的线性调频信号产生装置，其特征在于，具体如下：激光源(1)输出的线偏振光首先进入光隔离器(2)；光隔离器(2)输出的线偏振光随后经2
×
2光耦合器(3)的第一端口(3-1)均分为功率相等的两路，这两路线偏振光分别从2
×
2光耦合器(3)的第二端口(3-2)和第三端口(3-3)输出，并分别沿萨格纳克环的顺/逆时针方向传输；因为相位调制器的速率失配现象，顺时针传输的线偏振光只受到第一相位调制器(4
a
)的有效调制，而逆时针传输的线偏振光只受到第二相位调制器(4
b
)的有效调制，两路受调制后的线偏振光继续分别沿顺/逆时针方向传输，通过对其不起调制作用的另一个相位调制器后，再次在2
×
2光耦合器(3)中相遇，合为一路后从2
×
2光耦合器(3)的第四端口(3-4)输出；假设激光源(1)输出的线偏振光为其中ω
c
表示线偏振光的角频率；假设数字控制信号(6)的表达式为s(t)；假设线性调频信号(5)是以t0为周期的重复信号；公式(1)和(2)分别表示线性调频信号(5)的单周期表达式以及2
×
2光耦合器(3)的第四端口(3-4)处的光信号表达式：v
lfm
(t)＝asin(ωt+πkt2)
ꢀꢀ
0≤t＜t0ꢀꢀ
(1)其中，a和ω分别为线性调频信号(5)的幅度和载频，k为线性调频信号(5)的啁啾率；m＝πa/v
π
为第一相位调制器(4
a
)的调制指数，v
π
为第一相位调制器(4
a
)和第二相位调制器(4
b
)的半波电压；为第二相位调制器(4
b
)的调制指数，其大小受到数字控制信号(6)的控制；e(t)经过光电探测器(7)拍频后，得到的电信号如公式(3)所示：
其中，j
n
(.)为n阶一类贝塞尔函数；从公式(3)能够看出，输出电信号包含有直流分量、基频分量和线性调频信号(5)的倍频分量；由于信号发射前端的带通特性，这里只需要考虑输出电信号中的线性调频信号(5)的基频分量和二倍频分量，即：i(t)≈-j1(m)sin(ωt+πkt2)sin(θ(t))-j2(m)cos(2ωt+2πkt2)cos(θ(t))
ꢀꢀ
(4)从公式(4)知，当取不同的值时，i(t)会有不同的结果；具体总结如表1所示：表1.i(t)的不同结果根据表1，调整数字控制信号(6)的不同比特的幅度值，即可以实现输出电信号在不同的结果之间切换。3.如权利要求2所述的调制格式可调的线性调频信号产生方法，其特征在于，根据表1，调整数字控制信号(6)的不同比特的幅度值，即可以实现输出电信号在不同的结果之间切换，具体包括：1)设置数字控制信号(6)为二进制比特流，令比特
‘0’
的幅值为0，对应于令比特
‘1’
的幅值为v
π
/2，对应于则输出电信号i(t)在线性调频信号(5)的基频和二倍频之间跳变，频率跳变规律受到数字控制信号(6)的控制，即能够在光电探测器(7)的输出端产生结合fsk调制的线性调频信号；
2)设置数字控制信号(6)为二进制比特流，令比特
‘0’
的幅值为0，对应于令比特
‘1’
的幅值为v
π
，对应于则输出电信号i(t)为相位存在180
°
跳变的二倍频线性调频信号，相位跳变规律受到数字控制信号(6)的控制，即能够在光电探测器(7)的输出端产生结合psk调制的二倍频线性调频信号；3)设置数字控制信号(6)为二进制比特流，令比特
‘0’
的幅值为-v
π
/4，对应于令比特
‘1’
的幅值为3v
π
/4，对应于则输出电信号i(t)为包含基频和二倍频的双波段线性调频信号，且两个波段的相位都存在180
°
跳变，相位跳变规律受到数字控制信号(6)的控制，即能够在光电探测器(7)的输出端产生结合psk调制的双波段线性调频信号；此外，令比特
‘0’
的幅值为-v
π
/4，令比特
‘1’
的幅值为v
π
/4，同样能够产生双波段线性调频信号，区别在于只有基频波段受到psk调制，二倍频波段不受psk调制；同理，令比特
‘0’
的幅值为v
π
/4，令比特
‘1’
的幅值为3v
π
/4，也能够产生双波段线性调频信号，区别在于基频波段不受到psk调制，二倍频波段受到psk调制；4)设置数字控制信号(6)为四进制比特流，令比特
‘0’
的幅值为0，对应于令比特
‘1’
的幅值为v
π
/2，对应于令比特
‘2’
的幅值为v
π
，对应于令比特
‘3’
的幅值为-v
π
/2，对应于则输出电信号i(t)为相位存在180
°
跳变、频率在基频和二倍频之间跳变的线性调频信号，相位跳变和频率跳变规律受到数字控制信号(6)的控制，即能够在光电探测器(7)的输出端产生结合psk、fsk调制的线性调频信号。
技术总结
一种调制格式可调的线性调频信号产生装置，激光源输出的光载波经过光隔离器后，被光耦合器分为两路，在萨格纳克环结构中分别沿顺/逆时针方向传输；两路沿相反方向传输的光信号在不同的相位调制器中受到调制；调制后的两路光信号再次经过光耦合器合路后进入光电探测器拍频，可产生调制格式可调的线性调频信号；通过调节相位调制器的数字控制信号，即可实现在相位调制线性调频信号、频率调制线性调频信号、双波段相位调制线性调频信号、调频调相线性调频信号四种调制格式之间的切换。本发明方法控制灵活，结构简单，可应用于雷达通信一体化系统、电子战系统等重要领域。电子战系统等重要领域。电子战系统等重要领域。
技术研发人员：王国栋 赵尚弘 李轩 朱子行 周逸潇 高从芮 李赫 孟晴晴 薛凤凤
受保护的技术使用者：中国人民解放军空军工程大学
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2022/5/17