一种m比特位光学延时器及光控相控阵多波束接收网络，属于相控阵技术领域，解决在色散光纤的色散延时方式中由于光纤色散系数不均匀性带来的延时误差和等波长间隔的限制的问题；通过级联光开关与多波长波分复用和解复用技术，实现对多波长光载波的延时控制，该方式解决了基于色散光纤的色散延时方式由于光纤色散系数不均匀性带来的延时误差和等波长间隔的限制，在多波束光控相控阵接收网络中具有重要的应用价值。重要的应用价值。重要的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
一种m比特位光学延时器
[0001]本专利技术属于相控阵
，具体涉及一种m比特位光学延时器。
技术介绍
[0002]现代相控阵雷达随着观测对象(空间碎片，隐身飞机等)需求的变化，工作频率逐渐提高，瞬时工作带宽不断扩大，尤其在毫米波段，随着带宽的扩大，传统移相器做波束扫描的方式无法满足相控阵系统工作需求，而毫米波段宽带甚至超宽带微波延时器研制难度大，性能指标差，延时量小，严重阻碍了宽带毫米波相控阵系统的发展。
[0003]近年来，利用光学传输带宽大、损耗小、质量轻、体积小、抗电磁干扰等优点，微波光子技术被广泛应用于雷达、通信及电子战系统中，成为相关领域的研究热点。光控相控阵雷达采用微波光子技术，通过光实时延迟的方法来补偿孔径渡越时间，可以实现相控阵雷达的宽带宽角扫描。
[0004]在多种延时方案中，一种基于色散光纤的色散效应对不同波长光载波进行延时处理，具有成本低，易于实现等特点，在光控多波束网络中应用较广泛。但其对光载波波长需要等间隔、色散光纤的色散系数不均匀性造成延时不一致等缺点限制了其实用性。
技术实现思路
[0005]本专利技术目的在于如何解决在色散光纤的色散延时方式中由于光纤色散系数不均匀性带来的延时误差和等波长间隔的限制的问题。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
[0007]一种m比特位光学延时器，包括：1个1*2光开关、1个2*1光开关、(m-1)个2*2光开关、m个延时单元；所述的1*2光开关包括一个输入端和两个输出端、所述的2*1光开关包括两个输入端和一个输出端、所述的2*2光开关包括两个输入端和两个输出端，所述的延时单元包括一个输入端和一个输出端；1个1*2光开关、(m-1)个2*2光开关以及1个1*2光开关首尾依次连接形成两条支路，分别为上支路和下支路；m个所述的延时单元分别串接在相邻的两个光开关之间的上支路中；每个所述的延时单元包括1个解波分复用、1个合波分复用和n个不同长度的延时线；前一个光开关的输出端与解波分复用的输入端连接，解波分复用的输出端通过n个不同长度的延时线与合波分复用的输入端连接，合波分复用的输出端与后一个光开关的输入端连接；所述的光开关用于光路选择，通过控制1*2光开关、2*1光开关以及(m-1)个2*2光开关的状态，将输入的多波长合成光载波选择输入到不同的延时单元或多个延时单元的组合，从而形成不同的延时路径；其中m为正整数。
[0008]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述延时单元用于对多波长合成光载波进行不同的延时处理，所述的解波分复用用于将多波长合成光载波分解成多通道单一波长光载波；所述的合波分复用用于将多通道单一波长光载波合成为一路合成多波长光载波；所述的n个不同长度的延时线用于对不同波长光载波进行不同的延时处理；多波长合成光载波经过延时单元时，先通过解波分复用将多波长合成光载波分成多路不同波长的光载波，然
后分别通过一段不同长度的延时线进行延时处理后，再通过合波分复用合成为一路多波长合成光载波，从而完成对多波长合成光载波的延时处理。
[0009]作为本专利技术技术方案的进一步改进，每个延时单元内部的n个不同长度的延时线之间的延时满足首项为0、末项为(n-1)τ、公差为τ的等差数列，其中τ为设置的延时时间、n为正整数。
[0010]作为本专利技术技术方案的进一步改进，延时单元所对应的通道之间的延时满足首项为(n-1)τ、末项为2
m-1
*(n-1)τ、公比2的等比数列。
[0011]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的光开关采用磁光开关、电光开关、机械开关、MEMS开关或硅基集成开关中的一种。
[0012]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的解波分复用和合波分复用的波长与输入的多波长合成光载波的波长一一对应。
[0013]一种光控相控阵多波束接收网络，包括相控阵天线、多个电光转换、光纤合束器、光纤分束器、多个m比特位光学延时器、多个光电转换；所述的多个电光转换连接在相控阵天线与光纤合束器之间，所述的光纤分束器输入端与光纤合束器的输出端连接，每路光纤分束器的输出端分别依次串接1个m比特位光学延时器与1个光电转换；所述的m比特位光学延时器包括：1个1*2光开关、1个2*1光开关、(m-1)个2*2光开关、m个延时单元；所述的1*2光开关包括一个输入端和两个输出端、所述的2*1光开关包括两个输入端和一个输出端、所述的2*2光开关包括两个输入端和两个输出端，所述的延时单元包括一个输入端和一个输出端；1个1*2光开关、(m-1)个2*2光开关以及1个1*2光开关首尾依次连接形成两条支路，分别为上支路和下支路；m个所述的延时单元分别串接在相邻的两个光开关之间的上支路中；每个所述的延时单元包括1个解波分复用、1个合波分复用和n个不同长度的延时线；前一个光开关的输出端与解波分复用的输入端连接，解波分复用的输出端通过n个不同长度的延时线与合波分复用的输入端连接，合波分复用的输出端与后一个光开关的输入端连接；所述的光开关用于光路选择，通过控制1*2光开关、2*1光开关以及(m-1)个2*2光开关的状态，将输入的多波长合成光载波选择输入到不同的延时单元或多个延时单元的组合，从而形成不同的延时路径；其中m为正整数。
[0014]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的相控阵天线用于接收微波信号；所述的多通道电光转换将天线接收的微波信号转换为不同波长的光载波信号；光纤合束器将多路不同波长光载波合成为一路合成多波长光载波；光纤分束器将一路多波长合成光载波功分成多路多波长合成光载波；m比特位光学延时器将各路合成光载波进行延时处理；光电转换将合成光载波进行光电转换，并输出微波信号。
[0015]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述延时单元用于对多波长合成光载波进行不同的延时处理，所述的解波分复用用于将多波长合成光载波分解成多通道单一波长光载波；所述的合波分复用用于将多通道单一波长光载波合成为一路合成多波长光载波；所述的n个不同长度的延时线用于对不同波长光载波进行不同的延时处理；多波长合成光载波经过延时单元时，先通过解波分复用将多波长合成光载波分成多路不同波长的光载波，然后分别通过一段不同长度的延时线进行延时处理后，再通过合波分复用合成为一路多波长合成光载波，从而完成对多波长合成光载波的延时处理。
[0016]作为本专利技术技术方案的进一步改进，每个延时单元内部的n个不同长度的延时线
之间的延时满足首项为0、末项为(n-1)τ、公差为τ的等差数列；延时单元所对应的通道之间的延时满足首项为(n-1)τ、末项为2
m-1
*(n-1)τ、公比2的等比数列；其中τ为设置的延时时间、n为正整数。
[0017]本专利技术的优点在于：
[0018](1)本专利技术通过级联光开关与多波长波分复用和解复用技术，实现对多波长光载波的延时控制，该方式可解决基于色散光纤的色散延时方式由于光纤色散系数不均匀性带来的延时误差和等波长间隔的限制，在多波束光控相控阵接收网络中具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种m比特位光学延时器，其特征在于，包括：1个1*2光开关、1个2*1光开关、(m-1)个2*2光开关、m个延时单元；所述的1*2光开关包括一个输入端和两个输出端、所述的2*1光开关包括两个输入端和一个输出端、所述的2*2光开关包括两个输入端和两个输出端，所述的延时单元包括一个输入端和一个输出端；1个1*2光开关、(m-1)个2*2光开关以及1个1*2光开关首尾依次连接形成两条支路，分别为上支路和下支路；m个所述的延时单元分别串接在相邻的两个光开关之间的上支路中；每个所述的延时单元包括1个解波分复用、1个合波分复用和n个不同长度的延时线；前一个光开关的输出端与解波分复用的输入端连接，解波分复用的输出端通过n个不同长度的延时线与合波分复用的输入端连接，合波分复用的输出端与后一个光开关的输入端连接；所述的光开关用于光路选择，通过控制1*2光开关、2*1光开关以及(m-1)个2*2光开关的状态，将输入的多波长合成光载波选择输入到不同的延时单元或多个延时单元的组合，从而形成不同的延时路径；其中m为正整数。2.根据权利要求1所述的一种m比特位光学延时器，其特征在于，所述延时单元用于对多波长合成光载波进行不同的延时处理，所述的解波分复用用于将多波长合成光载波分解成多通道单一波长光载波；所述的合波分复用用于将多通道单一波长光载波合成为一路合成多波长光载波；所述的n个不同长度的延时线用于对不同波长光载波进行不同的延时处理；多波长合成光载波经过延时单元时，先通过解波分复用将多波长合成光载波分成多路不同波长的光载波，然后分别通过一段不同长度的延时线进行延时处理后，再通过合波分复用合成为一路多波长合成光载波，从而完成对多波长合成光载波的延时处理。3.根据权利要求1所述的一种m比特位光学延时器，其特征在于，每个延时单元内部的n个不同长度的延时线之间的延时满足首项为0、末项为(n-1)τ、公差为τ的等差数列，其中τ为设置的延时时间、n为正整数。4.根据权利要求1所述的一种m比特位光学延时器，其特征在于，延时单元所对应的通道之间的延时满足首项为(n-1)τ、末项为2
m-1
*(n-1)τ、公比2的等比数列。5.根据权利要求1所述的一种m比特位光学延时器，其特征在于，所述的光开关采用磁光开关、电光开关、机械开关、MEMS开关或硅基集成开关中的一种。6.根据权利要求1所述的一种m比特位光学延时器，其特征在于，所述的解波分复用和合波分复用的波长与输入的多波长合成光载波的波长一一对应。7.一种光控相控阵多波束接收网络，其特征在于，包括相控阵天线、多个电光转换、光纤合束器、光纤分束器、多个m比特位光学延时器、多个光电转换；所述的多个电光转换连接在相控阵天线与光纤合束器之间，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李琳，王凯，陈信伟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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