[發明專利]一種自適應的光學相控陣光相位控制電路及其控制方法

在審

• 申請號: 202210274704.2
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114624939A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 楊定鑫;張彥峰;金運姜
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G02F1/295
• 分類號: G02F1/295
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

1.一種自適應的光學相控陣光相位控制電路，其特征在于，包括氮化硅光波導相控陣芯片(1)、相位控制電路(2)、紅外CMOS相機(3)、PC電腦(4)，所述相位控制電路(2)、紅外CMOS相機(3)都與PC電腦(4)電性連接，所述氮化硅光波導相控陣芯片(1)與紅外CMOS相機(3)電性連接。

2.根據權利要求1所述一種自適應的光學相控陣光相位控制電路，其特征在于，所述相位控制電路(2)包括FPGA電路模塊(5)、RS232串口通信模塊(6)、提供48路獨立可調電壓源的數模轉換模塊(7)、USB轉串口模塊(17)，所述USB轉串口模塊(17)通過RS232串口通信模塊(6)與FPGA電路模塊(5)電性連接，所述FPGA電路模塊(5)與提供48路獨立可調電壓源的數模轉換模塊(7)電性連接。

3.根據權利要求2所述一種自適應的光學相控陣光相位控制電路，其特征在于，所述FPGA電路模塊(5)由XC7Z020CLG484-2芯片(8)、外部50MHz晶振(9)、用于存儲系統啟動鏡像的FLASH芯片模塊(10)、JTAG下載調試電路(11)、供電電源(12)、兩路擴展IO口(13)組成，所述外部50MHz晶振(9)、用于存儲系統啟動鏡像的FLASH芯片模塊(10)、JTAG下載調試電路(11)、供電電源(12)、兩路擴展IO口(13)都與XC7Z020CLG484-2芯片(8)電性連接。

4.根據權利要求3所述一種自適應的光學相控陣光相位控制電路，其特征在于，所述用于存儲系統啟動鏡像的FLASH芯片模塊(10)包括串口接收控制器(14)、數據轉換器(15)、數模轉換控制器(16)，所述串口接收控制器(14)通過數據轉換器(15)與數模轉換控制器(16)電性連接。

5.根據權利要求2所述一種自適應的光學相控陣光相位控制電路，其特征在于，所述RS232串口通信模塊(6)由用于連接USB轉串口線的DB9串口公座、USB轉串口線、基于MAX3232芯片的電平轉換電路、用于連接FPGA電路模塊的40陣排母構成，所述USB轉串口線由USB公頭、基于CH430芯片的USB轉串口電路和DB9串口母座構成。

6.根據權利要求2所述一種自適應的光學相控陣光相位控制電路，其特征在于，所述提供48路獨立可調電壓源的數模轉換模塊(7)由3個16路獨立的可調電壓源組成。

7.根據權利要求6所述一種自適應的光學相控陣光相位控制電路，其特征在于，所述可調電壓源由3片LTC2668組成。

8.根據權利要求7所述一種自適應的光學相控陣光相位控制電路的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：FPGA電路模塊(5)通過串口通信模塊(6)從PC電腦(4)接收48路獨立可調電壓源的下一電壓值；

步驟2：通過串口接收控制器(14)、數據轉換器(15)生成48路獨立可調電壓源的控制字，

步驟3：通過數模轉換模塊控制器(16)將48路獨立可調電壓源的控制字加載到提供48路獨立可調電壓源的數模轉換模塊(7)中；

步驟4：48路獨立可調電壓源的數模轉換模塊(7)輸出48路輸出電壓，然后加載到氮化硅光波導相控陣芯片(1)的移相器上，從而實現OPA的相位調制；

步驟5：紅外CMOS相機(3)測量OPA的遠場圖像并把二維光強數據傳送給PC電腦(4)，同時紅外CMOS相機(3)接收氮化硅光波導相控陣芯片(1)的數據并傳送給PC電腦(4)，然后PC電腦(4)利用MATLAB軟件進行數據分析和48路獨立可調電壓源的下一電壓值生成，即可實現OPA輸出光束的初始相位校準和掃描。