一种基于光学手段的一位幅/相加权实现方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及阵列天线技术领域，本发明专利技术公开了一种基于光学手段的一位幅/相加权实现方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、射频信号输入到电光强度调制器的射频输入口，直流源连接到电光强度调制器的直流输入口，激光器连接到电光强度调制器的光输入口；步骤二、根据控制信号，控制直流源的输出电压，从而使电光强度调制器工作于不同的偏置点处，从而实现对射频信号的一位幅/相加权。本发明专利技术提供了一种通过调节光学器件进行射频信号幅度/相位加权，从而降低阵列方向图旁瓣电平的方法。该方法不需要使用电学移相器，在采用微波光子传输的系统中不需要另加器件，就可以达到一定的旁瓣抑制。本发明专利技术还公开了一种基于光学手段的一位幅/相加权实现装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阵列天线
，本专利技术公开了一种基于光学手段的一位幅/相加权实现方法及装置。
技术介绍
在许多雷达和通信系统的应用中，阵列天线的峰值副瓣电平是一个重要的参数。在阵列天线上常采用锥削幅度分布实现低副瓣，这样的分布可通过各种方法来得到，例如采用不等幅馈电网络，或者在接收之后使用窗函数进行幅度加权。然而，如果我们想要使用等功率的收发单元(例如有源组件)，则锥削分布必须用其它方法实现。这些方法的基本思想是，通过将单元位置随机化，避免由天线阵的周期性而引起的高副瓣。例如，密度加权阵在靠近阵列的端点采用较宽的单元间距，能产生有效的锥削分布。但是这种方法可能导致阵列体积增大、且装配复杂化的问题。另外，文献《用数字移相器降低相控阵天线的副瓣第一部分：一位相位加权》中提出了两种思路，一种方法是把幅度随机零点引入一个等间距阵中，以产生一个有效的锥削分布。第二种是采用一位或多位相位加权的方式，该方法是在阵列的每个单元中仅仅使用0或π相移。其原理是用幅度为+1和-1的单元的阵代替幅度为+1的单元的阵。为了模拟一个锥削幅度，靠近阵列的端点引入较多的-1单元。正如密度加权阵那样，要求这种相位加权随机化。这方面的工作现有技术通常在电学域进行，一般可以采用电相移器、电衰减器来实现，比如使用移相器进行相位加权、使用衰减器进行幅度加权，但这样的方式存在较高的硬件成本。
技术实现思路
<br>针对现有技术中采用移相器进行相位加权、使用衰减器进行幅度加权实现降低阵列天线方向图旁瓣电平成本高的技术问题，本专利技术公开了一种基于光学手段的一位幅/相加权实现方法，不需要电相移器、电衰减器，只需要电光调制器就可以实现。本专利技术还公开了这种基于光学手段的一位幅/相加权实现装置。本专利技术的技术方案如下本专利技术公开了一种基于光学手段的一位幅/相加权实现方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、射频信号输入到电光强度调制器的射频输入口，直流源连接到电光强度调制器的直流输入口，激光器连接到电光强度调制器的光输入口；步骤二、根据控制信号，控制直流源的输出电压，从而使电光强度调制器工作于不同的偏置点处，从而实现对射频信号的一位幅/相加权。更进一步地，上述偏置点包括最小偏置点、第一线性偏置点、第二线性偏置点和最大偏置点；通过控制信号，控制电光调制器的偏置电压在第一线性偏置点和第二线性偏置点之间切换，以实现对射频信号的一位相位加权。更进一步地，上述方法还包括通过控制信号，控制电光调制器的偏置电压在最大/最小偏置点与线性偏置点之间切换，以实现对射频信号的一位幅度加权。本专利技术还公开了一种基于光学手段的一位幅/相加权实现装置，其具体包括：控制单元、直流源、激光器以及电光强度调制器；射频信号输入到电光强度调制器的射频输入口，激光器连接到电光强度调制器的光输入口，直流源连接到电光强度调制器的直流输入口；控制单元用于控制直流源的输出电压，从而使电光强度调制器工作于不同的偏置点处，从而实现对射频信号的一位幅/相加权。更进一步地，上述控制单元用于控制电光调制器的偏置电压在第一线性偏置点和第二线性偏置点之间切换，以实现对射频信号的一位相位加权。更进一步地，上述控制单元用于控制电光调制器的偏置电压在最大/最小偏置点与线性偏置点之间切换，以实现对射频信号的一位幅度加权。通过采用以上的技术方案，本专利技术的有益效果为：因为电光调制器是实现电光转换的必备器件，因此，对于典型的阵列微波光子链路，通过控制电光调制器的方式实现幅/相加权，既克服了加权过程对移相器、衰减器的依赖，又不需要新增其他光学的器件，非常适用于采用微波光子处理技术的信号收/发系统。由于系统通过调谐直流电压控制电光调制器的偏置点，既可以实现相位加权又可以实现幅度加权，而无需采用不同的加权器件，克服了传统方法使用移相器进行相位加权、使用衰减器进行幅度加权的限制，因此可以有效地降低硬件成本。由于该专利技术能够通过一位相位加权方式实现低副瓣方向图，克服了典型低副瓣系统通过不等幅馈电网络或光衰减器实现锥削分布的限制，适用于要求使用等功率发射/接收单元的场合。同时，由于这种加权方式属于模拟加权，因此，克服了数字移相器误差较大的缺点。附图说明图1是一个典型的接收用阵列微波光子链路系统图。图2为典型的马赫-曾德尔电光强度调制器的基本结构图。图3是电光调制器输出的光功率(a)及射频基波电流(b)随外加电压的变化曲线。图4为调制器特性曲线实际测试框图。具体实施方式下面结合说明书附图，详细说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术公开了一种基于光学手段的一位幅/相加权实现，其具体包括以下的步骤：步骤一、天线单元接收到的射频信号经T/R组件进行前置放大滤波后(这个步骤不是必须的，一般来说，天线接收到的空间信号均太弱，普遍需要先放大一下，便于后续处理)，输入到电光强度调制器的射频输入口；同时，一束单色激光输入到电光调制器的光输入口(电光调制器需要把电信号调制到光信号上，因此需要有一个未调制的光信号作为输入)；直流源连接到电光调制器的直流输入口；步骤二、根据控制信号，控制直流源的输出电压，从而使电光强度调制器工作于不同的偏置点处，所述偏置点包括最小偏置点、第一线性偏置点、第二线性偏置点和最大偏置点。本专利技术提供了一种对阵列射频信号进行一位相位加权的方法。通过调节电光调制器的偏置电压在第一线性偏置点和第二线性偏置点之间切换，输出的电信号相位可以在0度和180度之间切换。本专利技术提供了一种为阵列射频信号进行一位幅度加权的方法。典型地，电光调制器偏置于线性偏置点时，输入的电信号被线性调制，并经光电探测器转化为电学信号。通过将电光调制器偏置在最小偏置点或者最大偏置点，接收到的信号幅度降低，等效于该输入端被置零。本专利技术提供了一种通过调节光学器件进行幅度/相位加权，从而降低阵列方向图旁瓣电平的方法。该方法不需要使用电学移相器，在采用微波光子传输的系统中不需要另加器件，就可以达到一定的旁瓣抑制能力。图1是一个典型的使用了微波光子链路的阵列射频接收系统。天线单元接收到的射频信号经T/R组件进行前置放大滤波后，输入到电光强度调制器的射频输入口；同时，一束单色激光输入到电光调制器的光输入口；由外部控制信号控制的直流源连接到电光调制器的直流输入口；电光调制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光学手段的一位幅/相加权实现方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、射频信号输入到电光强度调制器的射频输入口，直流源连接到电光强度调制器的直流输入口，激光器连接到电光强度调制器的光输入口；步骤二、根据控制信号，控制直流源的输出电压，从而使电光强度调制器工作于不同的偏置点处，从而实现对射频信号的一位幅/相加权。

【技术特征摘要】
1.一种基于光学手段的一位幅/相加权实现方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、射频信号输入到电光强度调制器的射频输入口，直流源连接到电光强度调制器的直流输入口，激光器连接到电光强度调制器的光输入口；步骤二、根据控制信号，控制直流源的输出电压，从而使电光强度调制器工作于不同的偏置点处，从而实现对射频信号的一位幅/相加权。
2.如权利要求1所述的基于光学手段的一位幅/相加权实现，其特征在于所述偏置点包括最小偏置点、第一线性偏置点、第二线性偏置点和最大偏置点；通过控制信号，控制电光调制器的偏置电压在第一线性偏置点和第二线性偏置点之间切换，以实现对射频信号的一位相位加权。
3.如权利要求1或者2所述的基于光学手段的一位幅/相加权实现，其特征在于所述方法还包括通过控制信号，控制电光调制器的偏置电压在最大/最小偏置点与线性偏置点之间切换，以实现对射频信号的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静娴，李文亮，周涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51