[發(fā)明專利]一種微波多波束光學(xué)接收解調(diào)系統(tǒng)及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110495496.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN113193916B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷一英;鄧鵬程;趙明山;李曉洲;許方星;胡可欣;于潤(rùn)澤;劉若仙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué);中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所
• 主分類號(hào): H04B10/25
• 分類號(hào): H04B10/25;H04B10/60;H04B10/556
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

一種微波多波束光學(xué)接收解調(diào)系統(tǒng)及其使用方法，通過(guò)電光調(diào)制器將微波天線陣列接收到的不同方向和頻率的射頻信號(hào)上變頻至光域，并在光纖中傳輸至光學(xué)天線陣列，同時(shí)利用微透鏡陣列對(duì)出射光束進(jìn)行準(zhǔn)直和擴(kuò)束，并利用空間光相位調(diào)制器實(shí)現(xiàn)對(duì)光束的實(shí)時(shí)相位調(diào)控，使得攜帶微波波束信息的信號(hào)光能夠始終匯聚于光電探測(cè)器陣列相應(yīng)的位置。最后，基于光本振生成單元產(chǎn)生穩(wěn)定的本振光及空間擴(kuò)束處理，采用高速光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)信號(hào)光與本振光的相干拍頻，完成對(duì)射頻信號(hào)的下變頻接收解調(diào)。本發(fā)明利用簡(jiǎn)單的空間光學(xué)器件處理多個(gè)波束，極大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并增強(qiáng)了系統(tǒng)的兼容性；并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微波時(shí)間捷變波束和同時(shí)多波束兩種情形下的微波信息的接收解調(diào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微波多波束光學(xué)接收解調(diào)系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的多波束接收網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)的接收的波束數(shù)量與它們的瞬時(shí)帶寬乘積通常有限制。基于全向天線的接收網(wǎng)絡(luò)捕捉來(lái)自空間各個(gè)方向的信號(hào)，使得接收到的目標(biāo)方位射頻信號(hào)功率較弱；而基于定向天線的接收網(wǎng)絡(luò)需要機(jī)械式調(diào)整天線方位使得目標(biāo)位置信號(hào)增益最大，不利于信號(hào)接收的實(shí)時(shí)性；基于數(shù)字多波束形成的接收網(wǎng)絡(luò)中，將系統(tǒng)接收到的模擬信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)數(shù)字信號(hào)的計(jì)算實(shí)現(xiàn)移相和波束合成，但由于波束數(shù)量增多帶來(lái)的處理數(shù)據(jù)量急劇增加，從體積、重量與功耗上為系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。所以，這幾種多波束接收系統(tǒng)在對(duì)大空域多波束的接收處理上具有局限性。

相關(guān)文獻(xiàn)請(qǐng)參閱：

[1]李嘉辛，相控陣?yán)走_(dá)波束形成及干擾抑制技術(shù)研究，碩士學(xué)位論文，電子科技大學(xué)，2019年。

而相對(duì)于傳統(tǒng)的多波束網(wǎng)絡(luò)接收方案，本發(fā)明提出的微波多波束光學(xué)接收解調(diào)系統(tǒng)利用傳統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng)中光學(xué)透鏡的模擬波束形成能力實(shí)現(xiàn)焦平面匯聚成像接收，通過(guò)光電探測(cè)器陣列實(shí)現(xiàn)對(duì)空間中不同方向和不同角頻率的多波束同時(shí)接收。這種新型的多波束接收方式，使用一個(gè)簡(jiǎn)單的光學(xué)透鏡就能夠處理多個(gè)波束，系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單；抗干擾能力相對(duì)于傳統(tǒng)多波束接收系統(tǒng)更強(qiáng)；兼容性更好。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種微波多波束光學(xué)接收解調(diào)系統(tǒng)及使用方法，能夠有效解決背景技術(shù)中傳統(tǒng)的多波束網(wǎng)絡(luò)接收系統(tǒng)復(fù)雜，計(jì)算開銷大等問(wèn)題。

本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種微波多波束光學(xué)接收解調(diào)系統(tǒng)，所述微波多波束光學(xué)接收解調(diào)系統(tǒng)包括上下兩部分。

所述上方部分從左至右依次包括微波天線陣列1、電光調(diào)制器陣列2、傳輸光纖3、光學(xué)天線陣4、光學(xué)濾波器5、空間光相位調(diào)制器6、光學(xué)透鏡7、光分束器8、光電探測(cè)器陣列9；所述微波天線陣列1與電光調(diào)制器陣列2之間通過(guò)電纜連接，電光調(diào)制器陣列2與光學(xué)天線陣4之間通過(guò)傳輸光纖3連接，傳輸光纖3實(shí)現(xiàn)光纖拉遠(yuǎn)，同時(shí)能夠保證通道損耗和延時(shí)的一致性，其余各需要連接部分均使用光纖或者光纜連接。所述光學(xué)天線陣4、光學(xué)濾波器5、空間光相位調(diào)制器6、光學(xué)透鏡7、光分束器8、光電探測(cè)器陣列9需保證共軸。

所述下方部分包括光分路器10、激光器11、本振光生成單元12、擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡13；所述激光器11通過(guò)光分路器10與電光調(diào)制器陣列2連接，激光器11、本振光生成單元12、擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡13從左至右依次設(shè)置，以上各部件需要連接部分均使用光纖或者光纜連接。所述擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡13、光分束器8需保證共軸。