[發(fā)明專利]基于波長(zhǎng)間隔編程可控的多波長(zhǎng)光纖光源的真延時(shí)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711051490.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107957578B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王肇穎;袁泉;杜濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S13/02
• 分類(lèi)號(hào): G01S13/02;G01S7/03
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種基于波長(zhǎng)間隔編程可控的多波長(zhǎng)光纖光源的真延時(shí)系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)連接的用于提供單頻光載波的分布反饋式激光器、用于調(diào)節(jié)單頻光載波的偏振狀態(tài)的偏振控制器、用于使單頻光載波產(chǎn)生對(duì)稱的兩個(gè)邊頻信號(hào)的DQPSK調(diào)制器、用于保證兩個(gè)邊頻信號(hào)單向注入摻鉺光纖發(fā)生器的光隔離器、用于對(duì)產(chǎn)生的邊頻信號(hào)進(jìn)行放大的摻鉺光纖放大器、用于產(chǎn)生邊頻信號(hào)的四波混頻和級(jí)聯(lián)四波混頻的高非線性光纖、環(huán)形器和用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)的光的延時(shí)量的線性啁啾光纖光柵，所述調(diào)制器的一個(gè)射頻輸入端直接連接射頻信號(hào)發(fā)生器，另一個(gè)輸入端通過(guò)移相器連接射頻信號(hào)發(fā)生器。本發(fā)明掃描角度能夠連續(xù)精密可調(diào)并且可任意選擇，能夠?qū)崿F(xiàn)小角度掃描的相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多波長(zhǎng)光纖光源。特別是涉及一種相控陣?yán)走_(dá)真延時(shí)的基于波長(zhǎng)間隔編程可控的多波長(zhǎng)光纖光源的真延時(shí)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

相控陣?yán)走_(dá)的真延時(shí)技術(shù)主要技術(shù)思想是:微波信號(hào)的頻率相對(duì)于光載波的頻率來(lái)說(shuō)極低，可以將微波信號(hào)加載到光波上，再對(duì)這個(gè)加載了微波信號(hào)的光載波進(jìn)行延時(shí)，然后用光探測(cè)器將微波信號(hào)提取出來(lái)，提取出的電信號(hào)與調(diào)制前的電信號(hào)除了在相位上有了一定的延時(shí)外，其他特征是完全相同，具有這樣處理流程的技術(shù)被稱之為真延時(shí)技術(shù)。真延時(shí)技術(shù)與相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的融合，解決了傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)的兩大技術(shù)瓶頸，即瞬時(shí)大帶寬的受限及波束偏斜問(wèn)題。相比于微波域的延時(shí)技術(shù)，光學(xué)真延時(shí)技術(shù)在相控陣?yán)走_(dá)中的應(yīng)用，使得光控相控陣?yán)走_(dá)具有重量輕、體積小、功耗低、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)真延時(shí)技術(shù)的方法主要包括：①利用光開(kāi)關(guān)和延時(shí)光纖實(shí)現(xiàn)真延時(shí)，當(dāng)光開(kāi)關(guān)選用不同的通路時(shí)，光信號(hào)經(jīng)過(guò)不同光學(xué)長(zhǎng)度的延時(shí)光纖，實(shí)現(xiàn)不同的延時(shí)。這種方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，延時(shí)性能穩(wěn)定，但光延時(shí)線的延時(shí)步長(zhǎng)較大，延時(shí)精度低。在實(shí)際的應(yīng)用中，對(duì)光開(kāi)關(guān)的插損、開(kāi)關(guān)速度、串?dāng)_等指標(biāo)有嚴(yán)格要求。②利用可調(diào)諧激光器和高色散光纖實(shí)現(xiàn)真延時(shí)，加載著微波信號(hào)的光載波經(jīng)過(guò)光分束器進(jìn)入不同路的高色散光纖，但是各路的高色散光纖長(zhǎng)度不同，只要按一定規(guī)律改變進(jìn)入延時(shí)結(jié)構(gòu)的光載波的波長(zhǎng)，各路光載波信號(hào)之間就會(huì)發(fā)生延時(shí)變化。由于現(xiàn)有可調(diào)諧激光器的調(diào)諧精度無(wú)法滿足真延時(shí)的精度，因此這種方法的延時(shí)精度低。③利用可調(diào)諧激光器和一組分立的光纖布拉格光柵實(shí)現(xiàn)真延時(shí)，在每一根光纖上等間隔地寫(xiě)入同一組中心波長(zhǎng)不同的布拉格光柵，且N根不同的光纖上寫(xiě)入的布拉格光柵之間的間隔是不同的，不同光纖上同一中心波長(zhǎng)的光柵之間的相對(duì)距離決定了延時(shí)。但是這種方法產(chǎn)生的延時(shí)是離散的，由天線發(fā)出的微波波數(shù)掃描角度也是離散的，不能實(shí)現(xiàn)微波束連續(xù)的掃描。④利用可調(diào)諧激光器和線性啁啾光纖光柵實(shí)現(xiàn)真延時(shí)，通過(guò)外加溫度或應(yīng)力改變其線性啁啾光纖光柵的反射譜寬，使光載波信號(hào)在啁啾光柵的不同位置被反射，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的延時(shí)變化。由于這種方法受限于反射譜寬的調(diào)諧范圍，不能實(shí)現(xiàn)10ps以下的延時(shí)量，因此不能實(shí)現(xiàn)微波束在小角度方位的掃描。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種連續(xù)的、精密的、編程可控的用于相控陣?yán)走_(dá)真延時(shí)的基于波長(zhǎng)間隔編程可控的多波長(zhǎng)光纖光源的真延時(shí)系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于波長(zhǎng)間隔編程可控的多波長(zhǎng)光纖光源的真延時(shí)系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)連接的用于提供單頻光載波的分布反饋式激光器、用于調(diào)節(jié)單頻光載波的偏振狀態(tài)的偏振控制器、用于使單頻光載波產(chǎn)生對(duì)稱的兩個(gè)邊頻信號(hào)的DQPSK調(diào)制器、用于保證兩個(gè)邊頻信號(hào)單向注入摻鉺光纖發(fā)生器的光隔離器、用于對(duì)產(chǎn)生的邊頻信號(hào)進(jìn)行放大的摻鉺光纖放大器、用于產(chǎn)生邊頻信號(hào)的四波混頻和級(jí)聯(lián)四波混頻的高非線性光纖、環(huán)形器和用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)的光的延時(shí)量的線性啁啾光纖光柵，其中，所述調(diào)制器的一個(gè)射頻輸入端直接連接射頻信號(hào)發(fā)生器，另一個(gè)輸入端通過(guò)移相器連接射頻信號(hào)發(fā)生器。

所產(chǎn)生的各波長(zhǎng)間的延時(shí)差與波長(zhǎng)間隔成正比。

本發(fā)明的基于波長(zhǎng)間隔編程可控的多波長(zhǎng)光纖光源的真延時(shí)系統(tǒng)，具有如下有益效果：