[发明专利]一种基于光域反射的小型化可调谐光电延时网络结构

说明书

技术领域

本发明属于光子微波信号处理技术，具体的将是一种于光域反射的小型化可调谐光电延 时网络结构设计。

背景技术

自20世纪70年代以来，相控阵天线技术(PAA)以其独特的优势在雷达领域获得了广 泛的运用。为了实现相控阵雷达的宽带宽角扫描，需要使用实时延时(TTD)来实现相控阵 雷达中的移相功能。传统的实时延时是由微波波导和同轴电缆组成的，对于大型相控阵天线， 微波波导或电缆长度约为米量级，宽带信号的传输损耗将严重影响扫描系统的性能。此外， 纯电结构的延时单元体积和重量均较大，限制了其广泛的运用。由其是在机载和星载应用中， 更需要体积小、重量轻的相控阵雷达。

光实时延时技术(OTTD)在90年代形成并逐渐发展，广泛运用于光控相控阵天线 (OCPAA)。其主要技术思想是将微波信号加载到光波上，对调制的光信号进行延时操作， 再通过光电探测器便可提取出经延时的微波信号。OTTD技术克服了传统相控阵雷达的瞬时 大带宽的限制，且利用光纤低传输损耗的特性，可以实现雷达系统的远程控制。此外，光纤 抗电磁干扰能力强，隐蔽性好，增强了系统的稳定性和可操作性。采用OTTD技术的相控阵 雷达系统也具有重量轻、体积小等优点。

发明内容

发明目的：提供一种基于光域反射的小型化可调谐光电延时网络结构，有效的减小了整 个光电延时网络的体积。

技术方案：一种基于光域反射的小型化可调谐光电延时网络结构，包括：

串联在光微波信号输入端与光微波信号输出端之间的一个或一个以上延时模块；

每个延时模块包括：环形器(1)、光开关(2)、延时器件(3)、反射镜(4)；

输入光微波信号连接环形器(1)输入端，环形器(1)双向端口连接光开关(2)公共端 口；光开关(2)两个可切换端口分别连接延时时长不同的延时器件(3)，每个延时器件(3) 的另一端口连接一个反射镜(4)，环形器(1)输出端输出光微波信号。

有益效果：

1.通过光域反射结构，用一个光开关可以完成传统方案中需要两个光开关实现的分路和 合路，可以使得光开关的数目减少一半。

2.通过光域反射结构，信号两次通过延时器件，可以使得需要的延时器件的延时量减少 一半。

3.以上两点共同作用的结果，可以使得整个延时网络的体积更小，结构更紧凑。

4，本发明可应用于机载宽带有源相控阵雷达等对设备体积有严格限制，同时需要大宽带 (瞬时带宽)工作的射频探测领域或光子微波信号处理领域。

附图说明

图1为基于光域反射的小型化可调谐光电延时网络结构图。

图2为基于光域反射的小型化可调谐光电延时网络实施方案图。

具体实施方式

本发明基于光域反射镜结构的小型化、紧凑型的可调谐光电延时网络结构设计。系统硬 件如图1、2所示，包括：

串联在光微波信号输入端与光微波信号输出端之间的一个或一个以上延时模块；

每个延时模块包括：环形器(1)、光开关(2)、延时器件(3)、反射镜(4)；

输入光微波信号连接环形器(1)输入端，环形器(1)双向端口连接光开关(2)公共端 口；光开关(2)两个可切换端口分别连接延时时长不同的延时器件(3)，每个延时器件(3) 的另一端口连接一个反射镜(4)，环形器(1)输出端输出光微波信号。

工作过程：光微波信号从环形器(1)输入端输入，从环形器(1)双向端口输入光开关 (2)公共端口，然后经过光开关(2)的可切换端口从第一个延时器件或第二个延时器件输 出到反射镜(4)，反射镜(4)将光微波信号反射回光开关(2)，再通过光开关(2)的公共 端口返回环形器(1)，之后从环形器(1)输出端输出光微波信号给下一级。每个延时模块的 延时可以通过光开关切换，使得信号通过不同的延时器件实现。而整个延时网络的延时量可 以由多个延时模块的组合得到不同的延时量。

网络的输入，输出信号均为光微波信号，即调制在光信号上的微波信号。整个延时网络 可由1个、2个或多个结构相似的延时模块组合得到，不同延时模块实现的相对时延量可以 是相同的，也可以是不同的。