本发明专利技术提出了一种单向光放大器双向复用的可调光延时装置，将上/下行光从同一端输入，另一侧同一端输出，单向光放大器复用于光延时上下行链路，经历损耗的顺序相同，使得光放大器的补偿效果基本一致，双向工作的功率补偿、噪声系数等性能均可得到优化和保证，并且将传统双向光延时线使用光放大器数量减半，有效降低设备数量、体积、功耗，也避免了使用双向光放大器时链路噪声等性能的恶化。大器时链路噪声等性能的恶化。大器时链路噪声等性能的恶化。
【技术实现步骤摘要】
一种单向光放大器双向复用的可调光延时装置
[0001]本专利技术属于光电子
，尤其涉及一种单向光放大器双向复用的可调光延时装置。
技术介绍
[0002]相控阵天线在空间测控、射电天文、气象遥感等传感器领域发挥重要作用。相控阵天线的每个辐射单元在相位和幅度上受到波控和移相器的独立控制，从而实现波束指向的精准捷变和自适应能力。相比于移相器，真延时量与微波频率无关，可以解决波束指向空间色散和孔径渡越问题。对于宽带大型相控阵面，实现波束指向的精准捷变和自适应能力的关键在于真延时线，传统电延时线在高频、大带宽、大延时量应用中已遭遇瓶颈。利用微波光子技术将微波调制到光域进行传输和处理，使用例如光纤、片上波导、谐振腔、光子晶体等介质实现延时具有带宽大，带内一致性好，延时量大，传输损耗低，电磁兼容性好，不同延迟状态插损均匀等优点，是目前宽带延时线的重要发展方向。
[0003]基于器件成熟度、稳定性和一致性等考量，级联2
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2光开关仍是当前工程中最为普遍的可调光真延时线实现形式。发表在《OPTICALENGINEERING》第31卷第11篇文章“Hybrid electronic fiber optic wavelength
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multiplexed system for true time delay steering ofphased array antennas”中即介绍了这种架构的光延时线。经不断迭代发展，产生了微机电(MEMS)、电光、磁光、热光、声光等各种机理的光开关和光纤、波导、空间光等各种机理的光导波介质，但整体依靠级联光开关切换不同延时量光路的基本机理不变。在实际应用中，如相控阵天线阵面规模较大且所需延时控制位数较多，由光波导、光开关以及光纤
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波导耦合所引入的插损将较大，需通过光放大器将光功率进行补偿。延时线在大量应用中需双向复用，则在上/下行延时线链路中均需要1个光放大器补偿光功率损耗，或使用1个双向光放大器。对于前者而言，器件数量增多，在布局、功耗、散热等方面压力提升。对于后者而言，双向光放大器件复杂度提高，性能较单向光放大器下降，且上/下行链路光功率损耗经历相反，此时放大器对上/下行光的放大作用存在明显差异，可能导致上/下行光功率补偿效果差异较大。
技术实现思路
[0004]为克服现有技术中的不足，本专利技术提出了一种单向光放大器双向复用的可调光延时装置，能够将一单向光放大器复用于光延时上下行链路，无需增多光放大器数量，不会引入由双向光放大器带来的性能下降，且上/下行光损耗经历相同，光功率补偿效果基本一致。可应用于需要功率补偿的光双向延时线领域。
[0005]本专利技术的一种单向光放大器双向复用的可调光延时装置，包括两个光延时线、单向光放大器和两个可调光衰减器；所述可调光延时装置上/下行光入口位于同一输入端，出口位于另一侧同一输出端，上/下行光输入端各自连接一个可调光衰减器，两个可调光衰减器输出端连接第一光延时线，第一光延时线输出端连接单向光放大器输入端，单向光放大
器输出端连接第二光延时线输入端，第二光延时线输出端输出光信号。上/下行工作模式切换时，双向输入光可保持同时输入状态，同时支持输入光跟随上/下行模式切换而进行通断。可调光延时装置上/下行两种工作模式复用一个单向光放大器对双向光功率进行补偿。
[0006]进一步地，所述光延时线由单级或多级组成，每级延时线具有多种离散或连续可调的延时状态。
[0007]进一步地，所述光延时线可切换延时量，并根据所设定延时量和当前上/下行工作状态改变内部状态，将延时量调节至指定值。
[0008]进一步地，所述可调光衰减器于上/下行光输入端口前各安装一个或多个级联；工作于上行状态时，上行输入光端口前可调光衰减器衰减量调至最小，下行输入光端口前可调光衰减器衰减量调至最大；工作于下行状态时，下行输入光端口前可调光衰减器衰减量调至最小，上行输入光端口前可调光衰减器衰减量调至最大。
[0009]进一步地，上/下行两种工作模式下，还可以通过光路切换器件实现上/下行光从同一个入口输入。
[0010]上/下行光可选择光放大器工作波长范围内相同波长，通过合束器、光开关等器件配合光衰减器切换输入。也可选择不同波长，通过合束器、光开关、波分复用器等器件配合光衰减器切换输入。上/下行两种工作模式下光从延时装置同一端两个出口输出，同时只有单个出口的光输出，或选用两个出口中的一个作为输出，保证同时只有上/下行光中的一种能通过可调衰减器后以较大光功率进入装置，另一种无法通过或功率低至可忽略范围。上/下行光通过同一个入口进入单向光放大器，并从同一个出口输出，同时只有一路进入单向光放大器，针对延时装置工作状态和不同的输入、输出功率需求，单向光放大器可实时调节工作模式和增益系数。可调光延时装置在上/下行模式均可工作，但同时只能工作在其中一种模式，可通过可调光衰减器或光路切换器件(可选)的控制切换工作模式。当工作模式切换，光入口不同导致光延时线提供延时量变化时，可通过延时态的切换重新达到所需的延时量。当工作在上/下行某一种工作状态时，另一种状态对应输入光可保持继续输入，也可中断或衰减光输入。
[0011]本专利技术的有益效果在于
[0012]将上/下行光从同一端输入，另一侧同一端输出，经历损耗的顺序相同，使得光放大器的补偿效果基本一致，双向工作的功率补偿、噪声系数等性能均可得到优化和保证，并且将传统双向光延时线使用光放大器数量减半，有效降低设备数量、体积、功耗，也避免了使用双向光放大器时链路噪声等性能的恶化。
附图说明
[0013]图1为本专利技术装置原理图。
[0014]图2为传统含光放大的双向光延时装置原理图。
[0015]图3为5位光延时线原理图。
[0016]图4为EDFA输出光噪声与输入光功率关系示意图。
具体实施方式
[0017]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]如图1所示，本专利技术的单向光放大复用的双向光延时装置包含2个可调光衰减器、两个5位光延时线和1个单向光放大器。
[0019]可调光衰减器(VOA)可在0
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50dB(典型值)衰减量间受控切换。当工作在上行模式时，VOA1衰减量置为0dB，VOA2衰减量置为最大值。当工作在下行模式时，VOA2衰减量置为0dB，VOA1衰减量置为最大值。目前VOA无论是在体器件和集成器件领域均较为成熟，衰减量范围较大且切换速度较快。
[0020]单向光放大器的输入、输出端由上行和下行输入共用，通过VOA1、VOA2的控制确保同时只有上/下行中的一种输入并输出，避免双向光间的交调和噪声传递。常见的选择包括掺饵光纤放大器(EDFA)和半导体光电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单向光放大器双向复用的可调光延时装置，其特征在于：包括两个光延时线、单向光放大器和两个可调光衰减器；所述可调光延时装置上/下行光入口位于同一输入端，出口位于另一侧同一输出端，上/下行光输入端各自连接一个可调光衰减器，两个可调光衰减器输出端连接第一光延时线，第一光延时线输出端连接单向光放大器输入端，单向光放大器输出端连接第二光延时线输入端，第二光延时线输出端输出光信号；上/下行工作模式切换时，双向输入光可保持同时输入状态，同时支持输入光跟随上/下行模式切换而进行通断；可调光延时装置上/下行两种工作模式复用一个单向光放大器对双向光功率进行补偿。2.根据权利要求1所述的一种单向光放大器双向复用的可调光延时装置，其特征在于：所述光延时线由单级或多级组成，每级延时线具有多种离散或连续可调的延时状...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘昂，董屾，谈宇奇，叶星炜，于立，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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