[发明专利]一种基于光开关的少模光纤延迟线系统

说明书

本发明公开了一种基于光开关的少模光纤延迟线系统，属于通信技术领域，由激光器模、模式复用模块、延迟线模块、模式解复用模块、光电探测模块及数据测量模块组成；其中，激光器的输出端与模式复用模块的输入端口连接，模式复用模块的输出端口与延迟线模块的输入端口连接，延迟线模块输出端口与模式解复用模块的输入端口连接，模式解复用模块的输出端口与数据测量模块连接。本发明所涉及的少模光纤延迟线系统以相邻模式之间的延时迟差作为构成延迟线系统的基础条件，并引入光开关，极大地简化了系统结构。利用少模光纤的光学特性和光开关的调控能力实现了系统体积小，操控方便，系统稳定，延时差可调谐等能力。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于光开关的少模光纤延迟线系统。

背景技术

相控阵列波束成形技术的出现使相控阵雷达因其优越性被广泛研究与应用，相控阵波束成形技术采用多辐射/接受单元排列成阵的方式，通过改变单元中信号的幅度或相位从而获得所需阵列波束的强度和方向。传统的相控阵雷达是采用移相器控制波束扫描，但带宽增大会产生“波束斜射”现象，从而瞬时带宽受到限制。除此之外，渡越时间和孔径效应等非线性因素影响收发信号合成，降低抗干扰能力。目前，在相控阵雷达中用光延迟线系统代替传统的移相器可以很好地解决以上问题。

目前，越来越多的基于光学延迟线的方案被提出，较为典型的方案是基于光纤结构的延迟线系统。采用光纤结构的延迟线技术使用的是单模光纤，此系统需要大量模光纤，增大了系统体积，系统的工作稳定性也相应降低。不同于单模光纤，少模光纤具有多个并行传输的模式，每个模式的传输特性不同，一根少模光纤相当于多根单模光纤同时传输。少模光纤中的每个模式对应一根单模光纤，减少了光纤的使用数量，简化了延迟线系统的结构。将磁光开关应用到延迟线系统中，形成可控的循环链路极大地简化了系统结构。未来，少模光纤延迟线系统将推动波束形成技术的进一步革新，并将在智能天线以及5G领域中占据越来越重要的地位。

发明内容

针对现有技术中存在的基于单模光纤延迟线系统体积偏大等问题，本发明提出了一种基于光开关的少模光纤延迟线系统，具有体积合理、结构简单、系统稳定等优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于光开关的少模光纤延迟线系统，其系统框图如图1所示，由激光器模块1、模式复用模块2、延迟线模块3、模式解复用模块4、光电探测模块5及数据测量模块6组成；其中，激光器模块1的输出端口与模式复用模块2的一个输入端口相连接，模式复用模块2的输出端口与延迟线模块3的一个输入端口相连接，延迟线模块3的输出端口连接模式解复用模块4的输入端口，模式解复用模块4的输出端口与光电探测模块5的输入端口连接，光电探测模块5与数据测量模块6连接。

进一步地，所述模式复用模块2，包括分束器21及模式转换器22；所述延迟线模块3，包括光开关31、少模光纤32、环形器33及布拉格光栅组34；所述激光器模块1的输出端口连接分束器21的输入端口，分束器21的输出端口连接模式转换器22的单模光纤输入端口，端口之间通过法兰盘进行连接，其连接损耗小于0.25dB；模式转换器22的输出端口连接光开关31的第一输入端口311，光开关的第一输出端口312连接模式解复用器41的少模光纤输入端口，光开关31的第二输出端口313连接少模光纤32的输入端口，少模光纤32的输出端口与环形器33的第一端口331连接，环形器33的第二端口332与布拉格光栅组34连接，环形器33的第三端口333与少模光纤32的输入端口连接，少模光纤32的输出端口与光开关31的第二输入端口314连接；模式解复用器41的单模光纤输出端口连接光电探测模块5的输入端口，光电探测模块5的输出端口最终和数据测量模块6的输入端口连接；具体工作过程如下：