[發明專利]基于光開關的波束掃描光控相控陣雷達

有效

• 申請號: 201710323557.2
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107272016B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 朱馨怡;李明;石暖暖;祝寧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 鄢功軍

一種基于光開關的波束掃描光控相控陣雷達，包括：一多波長激光器；一波長切換單元，其輸入端與多波長激光器的輸出端連接；一光放大器，其輸入端與波長切換單元的輸出端連接；一光纖，其一端與光放大器輸出端連接；一調制器，其輸入端與光纖的另一端連接，該調制器調制雷達信號；一光分束器，其輸入端與調制器的輸出端連接；一單模光纖陣列，其一端與光分束器輸出端連接；一色散光纖陣列，其每一端與對應的單模光纖陣列的一端連接；一幅度控制器陣列，每一幅度控制器陣列的輸入端與對應的色散光纖陣列連接；一移相器陣列，其每一輸入端與幅度控制器陣列每一輸出端連接；一光電探測器，其每一輸入端與移相器陣列每一輸出端連接。

技術領域

本發明屬于微波光子學技術領域，特別是一種基于光開關的波束掃描光控相控陣雷達，其可實現波長快速切換。

背景技術

光控相控陣雷達的波束形成的角度是由光波長所決定的，因此，其角度的掃描速率則取決于波長切換的速度。隨著相控陣雷達在軍事上的發展和進步，快速的掃描速率已經成為越來越重要的需求。

國內外已提出許多光控相控陣波束形成方案，但是，這些方案都存在許多弊端，首先，相控陣雷達的波束切換時間受到激光器波長切換時間的限制，通常掃頻激光器是由快速可調諧光濾波器和寬帶增益介質構成，因此，其波長掃描的速率則取決于增益介質和可調諧光濾波器的速度決定。由于掃頻激光器的切換方式是基于機械切換，因此其波長切換時間僅可達到毫秒級，這遠小于實際應用中所需的微秒級掃描速度。因此，需要實現波長快速切換的波束掃描方式，從而代替相控陣雷達中的可調諧激光器波長切換速度慢的不足，進一步滿足軍事上的要求。我們采用納秒級光開關，通過程序控制的方法對波長進行周期性切換，不僅可實現納秒級的波長切換時間，而且其掃描方式也可通過程序根據實際需求進行選擇。另外，采用射頻電子波束形成網絡體積巨大，通過移相器控制射頻信號的相位易存在波束偏移，信號的瞬時帶寬受到孔徑渡越時間的限制，同時，為了提高雷達的分辨能力、識別能力、對抗反輻射導彈襲擊的能力以及解決多目標成像的問題，相控陣雷達必須采用具有大瞬時帶寬的寬帶信號。為了解決這一問題，使相控陣天線在寬角度掃描情況下具有處理寬帶信號的能力，我們采用色散光纖延時網絡，實現了波束指向靈活可控。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于光開關的波束掃描光控相控陣雷達，其可實現對波長進行快速掃描，并且通過對延時網絡色散長度的選取實現波束掃描角度的控制。

本發明提供一種基于光開關的波束掃描光控相控陣雷達，包括：

一多波長激光器；

一波長切換單元，其輸入端與多波長激光器的輸出端連接；

一光放大器，其輸入端與波長切換單元的輸出端連接；

一光纖，其一端與光放大器輸出端連接；

一調制器，其輸入端與光纖的另一端連接，該調制器調制雷達信號；

一光分束器，其輸入端與調制器的輸出端連接；

一單模光纖陣列，其一端與光分束器輸出端連接；

一色散光纖陣列，其每一端與對應的單模光纖陣列的一端連接；

一幅度控制器陣列，每一幅度控制器陣列的輸入端與對應的色散光纖陣列連接；

一移相器陣列，其每一輸入端與幅度控制器陣列每一輸出端連接；

一光電探測器，其每一輸入端與移相器陣列每一輸出端連接。

本發明的有益效果是，其能夠實現波長的快速切換，以及掃描角度的控制。

附圖說明

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，現在結合具體實例，并參照附圖對本發明做進一步說明，其中：