基于寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射的制造方法
【專利摘要】一種基于寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)，包括微波信號(hào)產(chǎn)生部分、信號(hào)調(diào)制與延時(shí)部分、發(fā)射部分，微波信號(hào)產(chǎn)生部分包括寬帶光源、第一光分路器、第二光分路器、第一偏振控制器等，信號(hào)調(diào)制與延時(shí)部分包括第二電光調(diào)制器、第二光放大器、光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)、第二光合路器，發(fā)射部分包括第一波分復(fù)用器、光纖或光纜、光電探測(cè)器陣列等。本發(fā)明通過基于寬帶光源的光電振蕩器產(chǎn)生微波信號(hào)，減免了外部微波源用寬帶光源替代多波長(zhǎng)激光器陣列，并利用波分復(fù)用器對(duì)寬帶光源進(jìn)行切割的結(jié)構(gòu)促使該光控相控陣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，降低成本。
【專利說明】基于寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微波光子學(xué)和雷達(dá)領(lǐng)域的方法與裝置，具體是一種基于寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]相控陣?yán)走_(dá)借助天線的配置實(shí)現(xiàn)波束的掃描，在軍事、電子對(duì)抗、通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的電控相控陣?yán)走_(dá)由于存在孔徑效應(yīng)(參見張光義，趙玉潔，相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)，北京:電子工業(yè)出版社，2006.12:390-392)，在寬帶寬角掃描的情況下存在波束偏移的現(xiàn)象，所以限制了雷達(dá)信號(hào)的瞬時(shí)帶寬。近年來隨著光電子技術(shù)的發(fā)展，提出了光控相控陣?yán)走_(dá)的概念。光控相控陣是將微波信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，利用光信號(hào)在不同長(zhǎng)度的光纖中傳播實(shí)現(xiàn)不同的真時(shí)延，然后將微波信號(hào)從光信號(hào)中解調(diào)出來，經(jīng)過微波T/R組件與天線發(fā)射出去。光控相控陣不僅可以有效克服傳統(tǒng)相控陣天線孔徑效應(yīng)的限制，且具有大的瞬時(shí)帶寬、無波束斜視效應(yīng)、低損耗、小尺寸、抗電磁干擾、探測(cè)距離遠(yuǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)，從而提高了雷達(dá)性能，簡(jiǎn)化了雷達(dá)設(shè)計(jì)，成為相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
[0003]國(guó)際國(guó)內(nèi)在光控相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)方面都有開展廣泛的研究。國(guó)際頂級(jí)的Nature雜志在2014年報(bào)道了一個(gè)全光控的相干雷達(dá)系統(tǒng)(Ghelfi P, Laghezza F, Scotti F, et al.Afully photonics-based coherent radar system[J].Nature, 2014, 507(7492):341-345),利用光子學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)雷達(dá)信號(hào)的發(fā)射、接收、處理。國(guó)內(nèi)清華大學(xué)周炳錕教授課題組重點(diǎn)研究了光控微波波束形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。電子科技大學(xué)對(duì)L波段的光控相控陣?yán)走_(dá)進(jìn)行了理論研究，設(shè)計(jì)制作了光延時(shí)線和光傳輸鏈路，并與南京電子技術(shù)研究所合作完成了近場(chǎng)、遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試，顯著改善了雷達(dá)的寬帶寬角掃描性能。
[0004]高質(zhì)量的寬帶可調(diào)諧微波信號(hào)源是雷達(dá)系統(tǒng)中必不可少的組成部分。然而，傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)的外部微波信號(hào)源存在可調(diào)諧范圍窄、雷達(dá)信號(hào)的時(shí)間帶寬積有限、相位噪聲大等問題?；诠怆娮蛹夹g(shù)的光電振蕩器在產(chǎn)生低相位噪聲、頻率大范圍可調(diào)諧的微波信號(hào)方面具有巨大優(yōu)勢(shì)(參見鄒衛(wèi)文，劉辰鈞，姜文寧，盧加林，吳龜靈，陳建平，基于寬帶光源的頻率可調(diào)諧的光電振蕩裝置:中國(guó)，CN201310045022.5 [P]，2013-6-19)。在光控相控陣?yán)走_(dá)中，利用普通的通信光纖可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和相控陣的控制。因?yàn)楣饫w損耗低，所以可以將信號(hào)處理、波束控制等設(shè)備放置在離天線較遠(yuǎn)的地方，這有利于提高雷達(dá)的生存能力，或?qū)⒋蟮睦走_(dá)陣面分散若干較小陣面，配以適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理，以獲得更高的實(shí)孔徑角分辨能力和測(cè)角、定位精度(參見張忠華，孫曉昶，光控相控陣?yán)走_(dá)[J]，電訊技術(shù)，2004，44(2):71-75)。與傳統(tǒng)的微波延遲線相比，光纖延遲線體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗電磁干擾能力強(qiáng)、溫度穩(wěn)定性好?；诓ǚ謴?fù)用技術(shù)的光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)(參見鄒衛(wèi)文，余安亮，劉辰鈞，陳建平，基于光波分復(fù)用技術(shù)的可編程波束成形網(wǎng)絡(luò):中國(guó)，CN201310460297.5[P]，2014.1.22)可以實(shí)現(xiàn)相控陣系統(tǒng)的相位控制。
[0005]本發(fā)明中的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)是基于寬帶光源的。一方面寬帶光源在本發(fā)明中的微波信號(hào)產(chǎn)生部分中是必不可少的一部分。另一方面寬帶光源與波分復(fù)用技術(shù)的結(jié)合，可以在多波長(zhǎng)下實(shí)現(xiàn)與頻率無關(guān)的真時(shí)延遲，靈活性高。相比于結(jié)合多波長(zhǎng)激光器陣列與光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)(參見鄒衛(wèi)文，李曙光，劉辰鈞，余安亮，陳建平，全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī):中國(guó)，CN201410065532.3[P],2014.7.23)，用寬帶光源替代多波長(zhǎng)激光器陣列，并利用波分復(fù)用器對(duì)寬帶光源進(jìn)行切割的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單且節(jié)約成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0008]一種基于寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括微波信號(hào)產(chǎn)生部分、信號(hào)調(diào)制與延時(shí)部分、發(fā)射部分，所述的微波信號(hào)產(chǎn)生部分用于產(chǎn)生寬帶可調(diào)諧的單頻微波信號(hào)；信號(hào)調(diào)制與延時(shí)部分用于將雷達(dá)信號(hào)調(diào)制在光載波上，并利用波分復(fù)用技術(shù)對(duì)不同通道的信號(hào)進(jìn)行延時(shí)；發(fā)射部分用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為雷達(dá)電信號(hào)并發(fā)射出去。
[0009]所述的微波信號(hào)產(chǎn)生部分包括寬帶光源、第一光分路器、第二光分路器、第一偏振控制器、可調(diào)延時(shí)模塊、第二偏振控制器、第一電光調(diào)制器、第一光合路器、色散模塊、第一光放大器、第三光分路器、Sagnac環(huán)、光電探測(cè)器、電放大器、隔直器；所述的信號(hào)調(diào)制與延時(shí)部分包括第二電光調(diào)制器、第二光放大器、光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)；所述的發(fā)射部分包括第二光合路器、波分復(fù)用器、光纖或光纜、光電探測(cè)器陣列、T/R組件陣列、微波天線陣列，上述元部件的位置關(guān)系如下:
[0010]沿所述的寬帶光源的光束輸出方向依次是第一光分路器和第二光分路器，所述的第一光分路器將光信號(hào)分為兩束，一束光信號(hào)進(jìn)入第二光分路器，另一束光信號(hào)進(jìn)入所述的第二光合路器的第二輸入端口，所述的第二光分路器將光路分為第一光路和第二光路，所述的第一光路依次是第一偏振控制器、可調(diào)延時(shí)模塊和第一光合路器，第二光路依次是第二偏振控制器、第一電光調(diào)制器、第一光合路器；在該第一光合路器的輸出光路上依次是色散模塊、第一光放大器和第三光分路器，該第三光分路器又將光信號(hào)分為兩束，一束光信號(hào)依次經(jīng)過所述的第二電光調(diào)制器、第二光放大器、光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)和第二光合路器，該第二電光調(diào)制器的射頻輸入端輸入基帶雷達(dá)信號(hào)，另一束光信號(hào)依次經(jīng)過所述的Sagnac環(huán)和光電探測(cè)器，該光電探測(cè)器的電信號(hào)輸出端依次連接所述的電放大器和隔直器，該隔直器的輸出端與所述的第一電光調(diào)制器的射頻輸入端相連，在所述的第二光合路器的輸出方向依次是所述的波分復(fù)用器、光纖或光纜、光電探測(cè)器陣列、T/R組件陣列和微波天線陣列。
[0011]所述的Sagnac環(huán)的連接關(guān)系為:光信號(hào)輸入到2 X 2光稱合器的第二輸入端，光纖連接2X2光f禹合器的第一輸入端和第一輸出端。2X2光f禹合器的第二輸出端為Sagnac環(huán)的光信號(hào)輸出端。
[0012]所述的微波信號(hào)產(chǎn)生部分是一個(gè)寬帶可調(diào)諧的光電振蕩器。第一光分路器將所述的寬帶光源輸出的寬譜光分為兩部分，一部分用于光電振蕩器的光載波，另一部分作為相干解調(diào)的光載波。所述的第二光分路器將所述的第一光分路器的第二輸出端的寬譜光分成兩部分，分別進(jìn)入所述的第一第二偏振控制器，實(shí)現(xiàn)馬赫增德爾雙臂干涉，所述第一電光調(diào)制器的光輸入端接收一部分光載波信號(hào)并進(jìn)行調(diào)制。所述的色散模塊對(duì)寬譜光引入色散。所述的第一光放大器將色散模塊輸出的光信號(hào)放大。所述的第三光分路器將放大后的光信號(hào)分出一部分，輸入到所述的Sagnac環(huán)。光電探測(cè)器將經(jīng)過Sagnac環(huán)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。所述的電放大器將電信號(hào)進(jìn)行放大，在電放大器之后接入隔直器去除直流部分，再反饋到第一電光調(diào)制器的射頻輸入端，形成光電振蕩器，產(chǎn)生低相位噪聲，寬帶可調(diào)諧的微波信號(hào)
[0013]所述的信號(hào)調(diào)制與延遲部分中第二電光調(diào)制器的光輸入端連接到第三光分路器的第一輸出端，第二電光調(diào)制器的微波輸入端為基帶雷達(dá)信號(hào)(如線性掃頻脈沖信號(hào)、相位編碼信號(hào)等)。所述的第二光放大器將加載了微波載波與雷達(dá)信號(hào)的光信號(hào)進(jìn)行放大。所述的光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)接到第二光放大器的輸出端，對(duì)不同波長(zhǎng)的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，從而產(chǎn)生不同的相位差。
[0014]所述的發(fā)射部分中第二光合路器將經(jīng)過光纖延遲網(wǎng)絡(luò)的光信號(hào)與第一光分路器分出的光載波合波在一起。第一波分復(fù)用器將經(jīng)過所述的第二合路器輸出的光信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用。所述的光電探測(cè)器陣列將解調(diào)出每一個(gè)通道的電信號(hào)。所述的T/R組件將電信號(hào)進(jìn)行放大，所述的天線將微波信號(hào)輻射出去。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、本發(fā)明是一種基于寬帶光源的全光控相控陣系統(tǒng)。本發(fā)明中，寬帶光源一方面用在光電振蕩器結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生寬帶可調(diào)諧的微波信號(hào)，省去了外部產(chǎn)生微波載波的微波源。另一方面寬帶光源與波分復(fù)用技術(shù)的結(jié)合，可以在多波長(zhǎng)下實(shí)現(xiàn)與頻率無關(guān)的真時(shí)延遲。相比于結(jié)合多波長(zhǎng)激光器陣列與光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)，用寬帶光源替代多波長(zhǎng)激光器陣列，并利用波分復(fù)用器對(duì)寬帶光源進(jìn)行切割的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單且節(jié)約成本。
[0017]2、本發(fā)明中的Sagnac環(huán)級(jí)聯(lián)在光電振蕩器的環(huán)路中，能夠在原有的微波光子濾波器的開環(huán)響應(yīng)上疊加上無限脈沖響應(yīng)，可以減小微波光子濾波器的有效帶寬，優(yōu)化光電振蕩器閉環(huán)時(shí)產(chǎn)生的單頻微波信號(hào)的相位噪聲。
[0018]3、本發(fā)明中，通過調(diào)節(jié)可調(diào)延時(shí)模塊的延時(shí)，可以產(chǎn)生不同微波頻段(如:L波段，S波段，X波段，Ku波段，K波段或者Ka波段)的微波載波信號(hào)。通過調(diào)節(jié)可調(diào)延時(shí)模塊的延時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)同一頻段的跳頻工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明基于寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明中Sagnac環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明中不接Sagnac環(huán)、級(jí)聯(lián)6.5m長(zhǎng)Sagnac環(huán)，級(jí)聯(lián)21.5m長(zhǎng)Sagnac環(huán)三種情況下相位噪聲。
[0022]圖4為本發(fā)明中微波信號(hào)產(chǎn)生部分產(chǎn)生的全部微波信號(hào)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可調(diào)延時(shí)模塊的延時(shí)按照lps步進(jìn)，相對(duì)應(yīng)的改變輸出微波信號(hào)的頻率，實(shí)驗(yàn)中微波信號(hào)頻率可以實(shí)現(xiàn)0-11.3GHz連續(xù)可調(diào)。
[0023]圖5為微波信號(hào)產(chǎn)生部分直接與發(fā)射部分相連接，在波分復(fù)用器的四個(gè)不同通道的光電探測(cè)器輸出測(cè)得的微波信號(hào)的相位噪聲，測(cè)得的微波信號(hào)的相位噪聲有良好的一致性。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例。本實(shí)施例以本發(fā)明的技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)限于下述的實(shí)施例。
[0025]圖1為本發(fā)明基于寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其構(gòu)成包括微波信號(hào)產(chǎn)生部分、信號(hào)調(diào)制與延時(shí)部分、發(fā)射部分。微波信號(hào)產(chǎn)生部分包括寬帶光源1-1、第一光分路器1-2、第二光分路器1-3、第一偏振控制器1-4、可調(diào)延時(shí)模塊1-5、第二偏振控制器1-6、第一電光調(diào)制器1-7、第一光合路器1-8、色散模塊1-9、第一光放大器1-10、第三光分路器1-11、Sagnac環(huán)1-12，光電探測(cè)器1_13、電放大器1_14、隔直器1_15。信號(hào)調(diào)制與延時(shí)部分包括第二電光調(diào)制器2-1、第二光放大器2-2、光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)2-3。發(fā)射部分包括第二光合路器3-1、第一波分復(fù)用器3-2、光纖或光纜3-3、光電探測(cè)器陣列3-4、T/R組件陣列3-5、微波天線陣列3-6。
[0026]上述元部件的連接關(guān)系如下:
[0027]所述的寬帶光源1-1接所述的第一光分路器1-2，其第二輸出端接第二光分路器1-3的輸入端，第二光分路器將光信號(hào)分成兩部分，分別輸入到第一偏振控制器1-4和第二偏振控制器1-6的光輸入端，第一偏振控制器光輸出端接可調(diào)延時(shí)模塊1-5,第二偏振控制器光輸出端接第一電光調(diào)制器1-7的光輸入端，可調(diào)延時(shí)模塊和第一電光調(diào)制器的光輸出經(jīng)第一光合路器1-8合到一起輸入到色散模塊1-9的輸入端，本實(shí)施例色散模塊為色散補(bǔ)償光纖。色散模塊與第一光放大器ι-?ο光輸入端相連，本實(shí)施例第一光放大器為摻鉺光纖放大器，對(duì)色散模塊輸出的光進(jìn)行放大，以減小鏈路的插損。所述的第三光分路器1-11將第一光放大器輸出的光信號(hào)分出一部分，進(jìn)入所述的Sagnac環(huán)1_12，Sagnac環(huán)的輸出端接光電探測(cè)器1-13，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。所述的低噪聲電放大器1-14將轉(zhuǎn)換之后的電信號(hào)再次進(jìn)行放大，以增大從寬帶光源到光電探測(cè)器的增益，最后經(jīng)過隔直器1-15，將基帶信號(hào)濾除，反饋到所述的第一電光調(diào)制器的射頻輸入端。同時(shí)，所述的第三光分路器分出的另一部分光經(jīng)過第二電光調(diào)制器2-1，將由該第二電光調(diào)制器的微波輸入端輸入的線性掃頻脈沖信號(hào)、相位編碼等雷達(dá)調(diào)制信號(hào)調(diào)制在信號(hào)光上，同樣經(jīng)過所述的第二光放大器2-2，即摻鉺光纖放大器放大后進(jìn)入所述的光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)2-3，對(duì)不同通道進(jìn)行不同延時(shí)。所述的第二合路器3-1將經(jīng)過延遲網(wǎng)絡(luò)移相的信號(hào)與第一個(gè)分路器分出的一部分光信號(hào)進(jìn)行合波，進(jìn)行相干解調(diào)。所述的第一波導(dǎo)陣列光柵3-2將第二合路器合波的各路信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用。所述的光纜3-3將光信號(hào)傳輸?shù)教炀€發(fā)射基地，所述的光電探測(cè)器陣列3-4將各個(gè)通道的光信號(hào)恢復(fù)成電信號(hào)，所述的T/R組件3-5將光電探測(cè)之后的電信號(hào)再次進(jìn)行預(yù)放大，所述的微波天線陣列3-6最后將微波信號(hào)輻射出去。
[0028]本發(fā)明的工作原理如下:
[0029]在圖1中的微波信號(hào)產(chǎn)生部分，馬赫增德爾雙臂干涉結(jié)構(gòu)、色散模塊、光探測(cè)器共同構(gòu)成一個(gè)單通帶可調(diào)諧的微波光子濾波器，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)光電振蕩器結(jié)構(gòu)中的微波濾波器進(jìn)行選模，對(duì)微波光子濾波器反饋構(gòu)成閉環(huán)，即為光電振蕩器，產(chǎn)生需要的微波信號(hào)。為使光電振蕩器起振，接入光放大器與低噪聲放大器分別對(duì)光信號(hào)與電信號(hào)進(jìn)行放大，減小從激光器到光電探測(cè)器開環(huán)鏈路的插損。
[0030]圖2中Sagnac環(huán)的結(jié)構(gòu)由2 X 2光稱合器和一段光纖組成，光纖連接2X2光f禹合器一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。光信號(hào)在光f禹合器中循環(huán)，所以通過級(jí)聯(lián)Sagnac環(huán),在原有的微波光子濾波器的開環(huán)響應(yīng)上疊加上無限脈沖響應(yīng)，通過級(jí)聯(lián)Sagnac環(huán)可以減小微波光子濾波器的有效帶寬，優(yōu)化光電振蕩器閉環(huán)時(shí)產(chǎn)生的單頻微波信號(hào)的相位噪聲。圖3為不接Sagnac環(huán)、級(jí)聯(lián)6.5m長(zhǎng)Sagnac環(huán),級(jí)聯(lián)21.5m長(zhǎng)Sagnac環(huán)三種情況下的相位噪聲。
[0031]改變可調(diào)延時(shí)模塊的延時(shí)，可以產(chǎn)生可調(diào)諧的微波信號(hào)。圖4為本發(fā)明中微波信號(hào)產(chǎn)生部分的全部微波信號(hào)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可調(diào)延時(shí)模塊的延時(shí)按照lps步進(jìn)，相對(duì)應(yīng)的輸出微波信號(hào)的頻率，實(shí)驗(yàn)中微波信號(hào)頻率可以實(shí)現(xiàn)0-11.3GHz連續(xù)可調(diào)。
[0032]因?yàn)樵摪l(fā)明是基于寬帶光源的，所以可以和波分復(fù)用技術(shù)相結(jié)合。第二光放大器輸出的寬譜光載波的光譜被光波分復(fù)用器的不同通道分割，不同的波長(zhǎng)上帶有相同的雷達(dá)信號(hào)。經(jīng)過基于光波分復(fù)用技術(shù)的光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)可以改變不同通道上雷達(dá)信號(hào)的相位，再經(jīng)過基于光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)射部分，可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)的波束成形。圖5為微波信號(hào)產(chǎn)生部分直接與發(fā)射部分相連接，在波分復(fù)用器的四個(gè)不同通道的光電探測(cè)器輸出測(cè)得的微波信號(hào)的相位噪聲，測(cè)得的微波信號(hào)的相位噪聲有良好的一致性。
【權(quán)利要求】
1.一種基于寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)，特征在于其構(gòu)成包括微波信號(hào)產(chǎn)生部分、信號(hào)調(diào)制與延時(shí)部分、發(fā)射部分，所述的微波信號(hào)產(chǎn)生部分用于產(chǎn)生寬帶可調(diào)諧的單頻微波信號(hào)；信號(hào)調(diào)制與延時(shí)部分用于將雷達(dá)信號(hào)調(diào)制在光載波上，并利用波分復(fù)用技術(shù)對(duì)不同通道的信號(hào)進(jìn)行延時(shí)；發(fā)射部分用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為雷達(dá)電信號(hào)并發(fā)射出去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)，其特征在于所述的微波信號(hào)產(chǎn)生部分包括寬帶光源(1-1)、第一光分路器(1-2)、第二光分路器(1-3)、第一偏振控制器(1-4)、可調(diào)延時(shí)模塊(1-5)、第二偏振控制器(1-6)、第一電光調(diào)制器(1-7)、第一光合路器(1-8)、色散模塊(1-9)、第一光放大器(1-10)、第三光分路器(1-11)、Sagnac環(huán)(1-12)、光電探測(cè)器(1-13)、電放大器(1-14)、隔直器(1-15);所述的信號(hào)調(diào)制與延時(shí)部分包括第二電光調(diào)制器(2-1)、第二光放大器(2-2)、光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)(2-3);所述的發(fā)射部分包括第二光合路器(3-1)、波分復(fù)用器(3-2)、光纖或光纜(3-3)、光電探測(cè)器陣列(3-4)、T/R組件陣列(3-5)、微波天線陣列(3-6)，上述元部件的位置關(guān)系如下: 沿所述的寬帶光源(1-1)的光束輸出方向依次是第一光分路器(1-2)和第二光分路器(1-3),所述的第一光分路器(1-2)將光信號(hào)分為兩束,一束光信號(hào)進(jìn)入第二光分路器(1-3)，另一束光信號(hào)進(jìn)入所述的第二光合路器(3-1)的第二輸入端口，所述的第二光分路器(1-3)將光路分為第一光路和第二光路，所述的第一光路依次是第一偏振控制器(1-4)、可調(diào)延時(shí)模塊(1-5)和第一光合路器(1-8),第二光路依次是第二偏振控制器(1-6)、第一電光調(diào)制器(1-7)、第一光合路器(1-8);在該第一光合路器(1-8)的輸出光路上依次是色散模塊(1-9)、第一光放大器(1-10)和第三光分路器(1-11)，該第三光分路器(1-11)又將光信號(hào)分為兩束，一束光信號(hào)依次經(jīng)過所述的第二電光調(diào)制器(2-1)、第二光放大器(2-2)、光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)(2-3)和第二光合路器(3-1)，該第二電光調(diào)制器(2-1)的射頻輸入端輸入基帶雷達(dá)信號(hào)，另一束光信號(hào)依次經(jīng)過所述的Sagnac環(huán)(1_12)和光電探測(cè)器(1_13)，該光電探測(cè)器(1-13)的電信號(hào)輸出端依次連接所述的電放大器(1-14)和隔直器(1-15)，該隔直器(1-15)的輸出端與所述的第一電光調(diào)制器(1-7)的射頻輸入端相連，在所述的第二光合路器(3-1)的輸出方向依次是所述的波分復(fù)用器(3-2)、光纖或光纜(3-3)、光電探測(cè)器陣列(3-4)、T/R組件陣列(3-5)和微波天線陣列(3-6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)，特征在于所述的Sagnac環(huán)(1_12)的連接關(guān)系為:光信號(hào)輸入到2 X 2光稱合器(1_12_1)的第二輸入端,光纖(1-12-2)連接2X2光f禹合器的第一輸入端和第一輸出端。2X2光f禹合器的第二輸出端為Sagnac環(huán)的光信號(hào)輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬帶光源的全光控相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)，特征在于所述的微波信號(hào)產(chǎn)生部分是基于寬帶光源的，和波分復(fù)用技術(shù)相結(jié)合，第二光放大器(2-2)輸出的寬譜光載波的光譜被光波分復(fù)用器的不同通道分割，不同的波長(zhǎng)上帶有相同的雷達(dá)信號(hào)，經(jīng)過基于光波分復(fù)用技術(shù)的光纖延時(shí)網(wǎng)絡(luò)改變不同通道上雷達(dá)信號(hào)的相位，再經(jīng)過基于光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)射部分，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)的波束成形。
【文檔編號(hào)】G01S7/282GK104297731SQ201410563904
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】鄒衛(wèi)文, 張昊, 陳建平 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)