基于光学全息映射的射频信号检测方法及系统

allin2025-05-03  40


本发明涉及一种基于光学全息映射的射频信号检测方法,属于全息无线电。


背景技术:

1、射频信号主要参数包括频率和到达角(aoa),到达角可用于确定目标的方向,这在现代雷达、通信和电子战系统中至关重要。而现有的aoa测量方案大多需要基于频率的先验信息,实际情况下,信号的频率和aoa往往都是未知的。因此,在实际应用中,需要同时对aoa和频率进行测量。在传统方法中,用于检测射频(rf)源的无源aoa测量是通过比较阵列中多个天线元件收集的rf信号之间的相位或时间延迟差来实现的。然而,随着对高分辨率检测和高速无线通信的需求不断增加,射频系统必须具有在大范围频段内快速处理信号的能力,有时信号频率高达数十ghz,这对传统电子技术来说是一个巨大的挑战。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足,提供一种基于光学全息映射的射频信号检测方法,可实现对超宽带阵列化射频信号的频率和到达角参数同时进行快速检测。

2、本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题:

3、基于光学全息映射的射频信号检测方法,通过以下方法将射频信号映射为全息图:用接收阵列接收射频信号;用接收阵列所有m0个信道中的m个信道的接收信号分别对同源光载波进行电光调制,2<m≤m0;然后将这m个信道的调制光信号分别经不同长度的光纤传输后向自由空间发射,在空间中形成相干光场;最后对所述相干光场进行傅立叶光学信号处理,得到所述射频信号的全息图;然后将所得到的全息图作为输入,经由人工神经网络模型得到所述射频信号的频率和到达角;所述人工神经网络模型的输入为全息图,所述人工神经网络模型的输出为射频信号的频率和到达角,使用已知频率和到达角的射频信号及其所映射的全息图作为训练数据预先训练得到。

4、优选地,所述电光调制为载波抑制单边带调制。

5、优选地,所述人工神经网络模型为卷积神经网络。

6、基于同一发明构思还可以得到以下技术方案:

7、基于光学全息映射的射频信号检测系统,包括全息图映射单元和人工神经网络模型;所述全息图映射单元用于将射频信号映射为全息图,其包括:

8、接收阵列,用于接收射频信号;

9、电光调制模块,用于用接收阵列所有m0个信道中的m个信道的接收信号分别对同源光载波进行电光调制,2<m≤m0;

10、光纤输出阵列,用于将这m个信道的调制光信号分别经不同长度的光纤传输后向自由空间发射,在空间中形成相干光场;

11、光学信号处理模块,用于对所述相干光场进行傅立叶光学信号处理,得到所述射频信号的全息图;

12、所述人工神经网络模型用于根据输入的全息图得到所述射频信号的频率和到达角;所述人工神经网络模型的输入为全息图,所述人工神经网络模型的输出为射频信号的频率和到达角,使用已知频率和到达角的射频信号及其所映射的全息图作为训练数据预先训练得到。

13、优选地,所述电光调制为载波抑制单边带调制。

14、优选地,所述人工神经网络模型为卷积神经网络。

15、相比现有技术,本发明技术方案具有以下有益效果:

16、本发明基于全息无线电技术的思想,通过将射频信号映射为光学全息图,并使用人工智能神经网络对光学全息图所包含的射频信号频率和到达角参数特征进行提取识别,将人工智能、微波光子技术、光学技术的优势充分结合,相比现有技术,本发明在射频信号(尤其是超宽带阵列化射频信号)参数检测上具有大操作带宽、超快速处理能力和电磁干扰抗扰性强的优点。



技术特征:

1.基于光学全息映射的射频信号检测方法,其特征在于,通过以下方法将射频信号映射为全息图:用接收阵列接收射频信号;用接收阵列所有m0个信道中的m个信道的接收信号分别对同源光载波进行电光调制,2<m≤m0;然后将这m个信道的调制光信号分别经不同长度的光纤传输后向自由空间发射,在空间中形成相干光场;最后对所述相干光场进行傅立叶光学信号处理,得到所述射频信号的全息图;

2.如权利要求1所述基于光学全息映射的射频信号检测方法,其特征在于,所述电光调制为载波抑制单边带调制。

3.如权利要求1所述基于光学全息映射的射频信号检测方法,其特征在于,所述人工神经网络模型为卷积神经网络。

4.基于光学全息映射的射频信号检测系统,其特征在于,包括全息图映射单元和人工神经网络模型;所述全息图映射单元用于将射频信号映射为全息图,其包括:

5.如权利要求4所述基于光学全息映射的射频信号检测系统,其特征在于,所述电光调制为载波抑制单边带调制。

6.如权利要求4所述基于光学全息映射的射频信号检测系统,其特征在于,所述人工神经网络模型为卷积神经网络。


技术总结
本发明公开了一种基于光学全息映射的射频信号检测方法。通过以下方法将射频信号映射为全息图:用接收阵列接收射频信号;用接收阵列所有M<subgt;0</subgt;个信道中的M个信道的接收信号分别对同源光载波进行电光调制,2<M≤M<subgt;0</subgt;;然后将这M个信道的调制光信号分别经不同长度的光纤传输后向自由空间发射,在空间中形成相干光场;最后对所述相干光场进行傅立叶光学信号处理,得到所述射频信号的全息图;然后将所得到的全息图作为输入,经由人工神经网络模型得到所述射频信号的频率和到达角。本发明还公开了一种基于光学全息映射的射频信号检测系统。本发明可实现对超宽带阵列化射频信号的频率和到达角参数同时进行快速检测。

技术研发人员:唐震宙,朱啸龙,潘时龙,车治畅
受保护的技术使用者:南京航空航天大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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