[实用新型]一种自由空间的光学延时模块和光学延时装置

说明书

为解决现有光学延时方案存在的成本高、延时不可调的技术问题，本实用新型提供了一种自由空间的光学延时模块和光学延时装置。本实用新型中光学延时模块采用直角棱镜实现光路折返，改变直角棱镜的位置可以实现延时可调；光学延时装置采用多个延时模块级联使用，一方面能够扩大延时装置的延时可调光程，另一方面能够提高延时精度；单个延时模块结构简单、紧凑，易于安装，实现成本也比光栅、光波导之类的器件低，制作工艺相对简单；通过控制棱镜座的不同运动状态，可以实现信号光的不同程度延迟。

技术领域

本实用新型涉及一种自由空间的光学延时模块和光学延时装置，主要应用于光学相控阵激光雷达系统。

背景技术

雷达是运用无线电的方法实现目标精确定位的电子设备，广泛应用国民经济建设等方面。传统雷达由于机械扫描和天线惯性造成了扫描速度缓慢、精度低、可靠性低等缺点，同时由于强杂波背景技术、电子对抗技术、隐身技术等的发展和应用，使得相控阵雷达技术应用而生。相控阵，即相位控制阵列，是通过控制各天线元微波信号的相位延时来控制天线的波束形成和波束扫描。但是传统的相控阵雷达也有缺点，如体积重量大，宽带信号下存在波束指向偏移、抗干扰能力较差等。为了提高相控阵雷达的抗干扰能力，及对目标的分解、识别能力和解决雷达成像问题，相控阵雷达必须采用具有大瞬时信号带宽的信号。为了充分发挥和利用相控阵技术的潜能，克服现有相控阵系统存在的不足，实现相控阵雷达的宽带宽角扫描，便要利用光学技术，引入光学延时解决此问题。

当今国内外光学延时的实现方案主要有光纤延时线、基于光纤色散棱镜的延时方案、基于光纤布拉格反射光栅的延时方案等。

光纤延时线的原理是通过将光路的一个信号分束成两个，或者是两个信号同时经过不同的光学路径，探测光路的光程差。光纤延时线工作在微波波段，需要1Km以上的光纤延时线才可以满足雷达信号的实时工作频率在100GHZ以上。这种方案，结构虽然简单，但很难实现延时可调，并且这么长的光纤，很难排列整齐，尺寸也很大。

基于光纤色散棱镜的延时方案，是在光纤延时线方案基础上的改进，采用色散光纤替代原有冗长的普通光纤，利用一个可调谐激光器，产生不同波长的光波，不同波长的光信号经过光纤色散棱镜后，得到不同的延时。此延时方案对可调谐激光器的要求很高，价格十分昂贵。

基于光纤布拉格反射光栅的延时方案大体有两种：一种是利用单个布拉格反射光栅的中心波长在受到外界温度等的影响，会发生热效应，使光栅周期改变，来实现延时；该方案的缺点是寿命短，受外界环境影响大。另一种是使用多个布拉格反射光栅，改变入射光波的波长，实现不同波长的光波在不同位置反射来实现延时；该方案原理简单，但实现起来很困难，对光栅的稳定性要求高，配套设备也非常昂贵。除此之外，这两种方案得到的延时带宽都太窄，具有一定的局限性，不适合光通信系统。

实用新型内容

为解决现有光学延时方案存在的成本高、延时不可调的技术问题，本实用新型提供了一种自由空间的光学延时模块和光学延时装置。

本实用新型的技术解决方案是：

一种自由空间的光学延时模块，其特殊之处在于：包括基座、第一准直器、第二准直器、第一滑杆、第二滑杆、棱镜座和直角棱镜；

基座包括相互垂直的底板和侧板；基座的侧板中部设置有两个通光孔；

第一准直器和第二准直器安装在基座的侧板外侧，且分别与基座侧板上的两个通光孔的位置相对应；

第一滑杆和第二滑杆平行设置，其一端均固定在基座的侧板上，且第一滑杆和第二滑杆距基座的底板的距离相等；安装完成后，基座侧板上的两个通光孔位于第一滑杆和第二滑杆之间；