[發明專利]基于微波光子真延時的光波束形成網絡裝置和方法

有效

• 申請號: 202011173500.7
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112558053B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 范志強;蘇君;邱琪
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S7/285;G01S7/35;G01S7/4865;G01S7/4915;G01S17/02
• 代理公司: 成都智言知識產權代理有限公司 51282
• 代理人: 濮云杉

1.基于微波光子真延時的光波束形成網絡方法，其特征在于，包括：

A.多波長激光源產生M個等波長間隔的光信號，并將等波長間隔的光信號傳輸到電光調制模塊，電光調制模塊將雷達信號調制到等波長間隔的光信號上，并將光信號傳輸到環形器，環形器將光信號通過環形器的端口P1、P2輸入1xN光開關模塊1，M為自然數；

B.光開關控制模塊控制1xN光開關模塊1和1xN光開關模塊2在不同長度的N路高色散光纖中選擇一路高色散光纖，1xN光開關模塊1通過選擇的高色散光纖將光信號傳輸至1xN光開關模塊2，零色散光纖補償高色散光纖的長度，1xN光開關模塊2的光信號經色散系數可調啁啾光纖光柵模塊反射后重新輸入1xN光開關模塊2，光開關控制模塊控制1xN光開關模塊2選擇一路高色散光纖后，將經反射的光信號傳輸至1xN光開關模塊1形成等間隔延時差，再通過環形器的端口P2、P3輸入波分復用模塊；

C.波分復用模塊將M個等波長間隔的光信號分為M路光信號，每路光信號的光波長從上至下依次為λ₁至λ_M，不同波長的光信號依次通過長度為L1至LM的光纖后輸入M個光電探測器形成等間隔延時差，光電探測器將光信號轉換為雷達信號后由M個間隔值為d的天線發射，最終形成基于微波光子真延時的M路光波束形成網絡，得到M路微波光子真延時裝置的等間隔延時差和M路光波束形成網絡的波束指向角，M為自然數。

2.如權利要求1所述的基于微波光子真延時的光波束形成網絡方法，其特征在于，在步驟B中，所述等間隔延時差由1xN光開關模塊1將光信號通過高色散光纖傳入，1xN光開關模塊2后經色散系數可調啁啾光纖光柵模塊反射，反射后的光信號通過1xN光開關模塊2、高色散光纖傳入1xN光開關模塊1所得，等間隔延時差具體為：

Δτ₁＝2D₁F_NΔλ+D₂Δλ

其中，D₁表示高色散光纖的色散系數，F_N表示高色散光纖的長度，Δλ表示多波長激光源的波長間隔值，D₂表示色散系數可調啁啾光纖光柵模塊的初始色散系數。

3.如權利要求1所述的基于微波光子真延時的光波束形成網絡方法，其特征在于，在步驟C中，所述M個天線間的間隔值為：d＝c/(2f_m)，c表示光速，f_m表示雷達信號中心頻率。

4.如權利要求1所述的基于微波光子真延時的光波束形成網絡方法，其特征在于，在步驟C中，所述M路微波光子真延時裝置的等間隔延時差，具體為：

Δτ＝Δτ₁+Δτ₂

其中，Δτ₁為步驟B中所得等間隔延時差，Δτ₂為步驟C中波分復用模塊至光電探測器形成的等間隔延時差；

M路光波束形成網絡的波束指向角，具體為：

θ＝arcsin(2f_mΔτ)

其中，f_m表示雷達信號中心頻率，Δτ表示M路微波光子真延時裝置的等間隔延時差。

5.一種用于實現權利要求1所述方法的基于微波光子真延時的光波束形成網絡裝置，包括天線，其特征在于，還包括M路微波光子真延時裝置，M路微波光子真延時裝置與天線相連。

6.如權利要求5所述的基于微波光子真延時的光波束形成網絡裝置，其特征在于，所述M路微波光子真延時裝置包括多波長激光源，多波長激光源與電光調制模塊相連，電光調制模塊經環形器與1xN光開關模塊1的一端連接，1xN光開關模塊1的另一端與N條長度不同的高色散光纖和零色散光纖的一端相連接，高色散光纖和零色散光纖的另一端與1xN光開關模塊2連接，光開關控制模塊與1xN光開關模塊1、1xN光開關模塊2控制連接，1xN光開關模塊2與色散系數可調啁啾光纖光柵模塊相連，環形器與波分復用模塊的一端連接，波分復用模塊的另一端經光纖與M個光電探測器的一端相連，M個光電探測器的另一端與對應的M個天線相連。