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从近代战争来看,雷达已成为空战、陆战和海战中非常重要的作战“软”武器,具有多目标搜索、截获、跟踪和识别等功能。随着现代科技水平的不断提高,对雷达分辨力、作用距离等性能指标的要求越来越高。线性啁啾信号以其自身的优势被广泛应用于雷达系统中。但目前所用的线性啁啾信号大多是基于电子学方法产生的,受有限采样速率的限制,存在中心频率低、信号带宽窄、时间-带宽积(Time-Bandwidth Product,TBWP)有限等缺点,难以适应雷达所需要的高频率、大带宽的应用要求。微波光子学技术能够很好地解决这些问题,所产生的毫米波(Millimeter Wave,MMW)信号具有频率高、带宽宽、相位噪声低、结构紧凑、易于调谐等优点,为高质量的高频宽带线性啁啾信号的产生提供了新途径。在更高分辨力、更远探测距离需求的驱使下,如何利用微波光子技术产生更高频率、更大TBWP的线性啁啾信号已成为目前该领域的研究热点。本文首先综述了论文工作的研究背景与研究现状,然后阐述了线性啁啾信号的基本特点、雷达分辨力及脉冲压缩原理,在全面分析光载毫米波信号产生原理的基础上,对基于相位调制器(Phase Moudlator,PM)、偏振调制器(Polarization Modulator,PollM)的非线性产生倍频毫米波信号及光频率梳(Optical Frequency Comb,OFC)的方法进行了深入研究。在此基础上,本文提出了两种线性啁啾信号的生成方案:(1)在对光载毫米波倍频产生技术和线性啁啾信号相位信息的特点研究的基础上,提出了基于PolM级联的线性啁啾信号产生方案。根据贝塞尔函数的特性,通过优化第一个PolM的调制指数,使输出的光调制信号的±3和±4阶边带具有相等且较大的幅度,通过波长间插器(Interleaver,IL)提取出正交偏振的-4阶和+3阶边带;然后,通过第二个PolM为这两个偏振正交的光边带引入相反的抛物线型相位,拍频后即可产生中心载波七倍于射频(Radio Frequency,RF)驱动信号频率的线性啁啾信号。为了提高所产生信号的TBWP,一方面通过将抛物线型电驱动信号分成多段以增大所产生信号的带宽;另一方面通过时域拉伸抛物线型电驱动信号增大产生信号的时域宽度。该方案产生的线性啁啾信号不仅具有高的中心频率和大TBWP,而且能够有效地改善副瓣性能。仿真结果表明,通过处理电抛物线驱动信号,产生了载波频率为70 GHz,带宽为29.49 GHz,TBWP为19859.40,峰值旁瓣比(Peak Side Lobe Rate,PSLR)为32.19 dB的啁啾微波波形。(2)在研究光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)延迟线的基础上,提出了基于OFC和FBG延迟线的线性啁啾信号产生方案。连续光波(Continuous Wave,CW)经过强度调制产生占空比为1/16的脉冲光信号,该光信号经过两个级联的PolM分别被RF本振信号调制,产生16线的平坦OFC;该OFC经由16个离散FBG组成的延迟线在时域完全分离,然后经周期性抛物线型电信号驱动的PM引入抛物线型相位;经相位调制的光信号与另一个本地振荡光源拍频,即可产生线性啁啾信号。该方案原理简单且可调谐。仿真结果表明,生成的线性啁啾信号的带宽为31.78 GHz,TBWP为1365.33,通过改变本地振荡光源的波长可以调整其中心频率。