光控相控阵雷达中的光纤延迟线
用于相控阵雷达的啁啾光纤光栅延迟技术
Ｂｙ ｔ ｎ ｎ ｈ ｈ ｒ ｅ ｂ ｒｇ ａ ｉｇ ｉ ｅ ｅ ｔｔｍ ｅｄ ｌｙ ｉ ｅ ｕ ｌ ｙ ｆｏ ３ ．０ ｓｔ ５６ ｐ ｒ ｃ ｅ ｅ ｕ ｉ ｇｔ ｅｃ ｉｐ ｄ ｆ ｅ ｒ ｔｎ ，ｄｆ ｒ ｎ ｉ ｅａ ｎ ｑ ａｉ ｒ ｍ ３ ６ ｐ ｏ ４ ．８ ｓａ ｅａ ｈｉｖ ｄ． ｉ ｔ
范围 内波 束指 向角从 ４ ． 。 ９． 。的连 续控 制。 ７２到 ００ ３ ０ 关键 词：啁啾 光纤光栅 ；延迟 线 ；调 制 ’
中图分 类号 ： Ｔ ０ 文献 标识码 ： Ａ ２２
Ｃｈｉ ｐｅ ｂｅ ｒ ｔ ｎｇ Ｔ ｉ ｅ Ｄ ｅ ａ ｃ ｒ ｄ Ｆｉ ｒ Ｇ ａ ｉ ｍ ｌ ｙ Ｔｅ ｈｎｉ ｑｕｅ
维普资讯
文 章 编 号 ： １７—７５２０ ）６ ０ １ ４ ６２８８ （０７０— １— ０ ０
用 于 相 控 阵 雷 达 的啁 啾 光 纤 光 栅 延 迟 技 术
任 国荣 ，周 晓军 ，周 建 华
（ 电子 科 技 大 学 光 电信 息学 院 ，四川 成 都 ６０５） １０ ４
光线通信技术在军事上的应用重点讲义资料
题目：光纤通信技术在军事上的应用班级：通信13-3班姓名：崔红梅学号：1306030302指导教师：李新春成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系光纤通信技术在军事上的应用1 绪论光纤通信在社会信息化发展的进程中扮演着重要的角色，是通信技术的一个重要分支。
随着新型光电器件的不断出现，光线通信技术也得到了迅速的发展，十七传输容量得到了极大地提高，目前，光纤已经在很多场合取代了铜线而成为主要的传输媒介。
无论电信骨干网还是以太网或是校园网乃至智能建筑内的综合布线系统，无论是陆地还是海洋，都有光纤的存在。
光纤通信是以光波作为载波，以光纤作为传输媒介的一种新兴有线通信技术。
它首先要在发射端将需传送的电话、电报、图像和数据等信号进行光电转换，即将电信号转换为光信号，再经光纤传输到接收端，接收端将接收到的光信号转变成电信号，最后还原成原信号。
图1-1为光纤通信系统的构成示意图。
图1-1 光纤通信系统的构成Fig1-1 The composition of the optical fiber communication system2 光纤通信技术在军事上的应用由于光纤作为一种传输媒质，与传统的铜电缆相比具有一系列明显的优点，因此，自上世纪70年代以来，光纤技术不仅在电信等民用领域取得了飞速的发展，而且因其抗电磁干扰、保密性好、抗辐射能力强，以及重量轻、尺寸小等优点，使它也得到了各发达国家政府和军方的重视和青睐。
特别是在美国，早在80年代中期，先后计划的光纤军事应用项目就达400多项，这些项目包括固定设施通信网、战术通信系统、遥控侦察车辆和飞行器、光纤制导导弹、航空电子数据总线和设备链路、舰载光纤数据总线、反潜战网络、水声拖曳阵列、遥控深潜器、传感器和核试验等。
这些项目陆续有报道取得了不同的进展。
进入90年代以来，光纤技术的军事应用继续受到美、欧等国军方的重视。
在美国，三方光纤技术开发活动的计划项目分成五大部分：有源和无源光元件、传感器、辐射效应、点对点系统和网络系统。
色散光纤在X波段光控相控阵雷达技术中的应用
ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｒ ｔ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｐ ｒ ｉ ｎ ｏ ｔｃ ｌ ｉ ｅ ｏ Ｘ ｖ ａ ｄ ｏ ｔｃ ｌｃ ｎ ｒ ｌ ｄ ｐ ａ ｅ ｒ ｅ ｅ ｅ ｃ ｏ ｈ ｐ ｌ ｔ ｆ ｓ ｅ ｓｏ ｐ ｉａ ｂ ｒ ｔ ｗａ ｅｂ ｎ ｐ ｉａ — ｏ ｔ ｏ ｌ ｈ ｓ ｄ ａ — ｃ ｏ ｄ ｆ — ｅ －
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２ （ ／ ） ｉ０ ｎ ｄ ２ ｓｎ Ｂ
一 一
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（） １
辨 力 、 别能 力 和雷 达 成 像 问题 。为 了 实现 相 控 阵 识
雷 达 的宽带 宽角 度扫描 ， 用实 时 延迟 线 （ Ｄ） 采 ＴＴ 取
式中： ∞为角频 率 ； 口为 光波相 位常 数 。
经过 距离 Ｌ后 ， 时延 为 ：
ｒ— Ｌ 一 Ｌ ｆ ｄ ／ ｄ／ｗ ｌ （） ２
Ｊ ＡＮＧ ｕ ｐ ｎ ＬＩ Ｉ Ｙｏ — ｉｇ， ＡＮＧ ｉｇ Ｊｎ
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Ｂ一 ２ｒ ｉＯ ／ ｏ ７ ｎ Ｂ ， ｄｓ ￣
式 中 ： 为 光速 ； Ｃ 。为信号 中心频 率上 的波长 。
２ 系统 分 析 设 计 与 仿 真
光控相控阵雷达中的光纤延迟线
延迟精度 τns
≤0 .040
≤0 .0 05
方案 2 中采用了激光器阵列 , 由于激光器性能 的离散性 , 故带内平坦度较差 , 但采用了精密可调延 迟器 , 提高了其延迟精度 。
4 光控相控阵雷达现状
光纤特有的工作频率高 、带宽大 、质量轻 、抗干 扰能力强和损耗低等优点 , 使其在相控阵雷达的应 用中有着无可替代的优势 , 且具有强大的吸引力 。
光控相控阵雷达结构如图 1 所示 。 将经微波调 制后的激光信号分路后注入特定的延迟阵列 , 各路 经过不同延迟后的激光信号间产生了延时差 , 解调 延时后的光载波信号就得到具有不同相位的微波信 号 , 因此用它们来驱动发射单元 , 就可以实现一定角 度的波束扫描 。
图 1 光控相控阵雷达系统结构的示意图
种 , 一种是单纯的通过物理长度的改变来实现延时 , 另一种是多波长法 。本文着重介绍通过改变光纤长 度实现延时的技术 。FDL 的工作机理是利用光纤本 身的固定延迟 , 通过控制光纤的长度来实现所需的 延时 。 2 .2 光纤延迟阵列
目前 , 实现相控阵雷达所需的光纤延迟阵列有 多种 , 基于实际使用的需求和现有的技术 , 我们设计 了两种方案 。 设计的方案是针对 5 b 延迟 , 步长(相 邻两条延迟线的时延差 Δt )为 0 .25 ns , 延迟误差为 5 ps , 工作在 S 波段 , 延迟时间为 0 ～ 7 .75 ns不等 。
5 b 延迟对应 25 =32 个离散延迟点 , 我们将射 频信号通过功分器后分别调制两个光发射模块 , 光 发射模块 1 的光信号经 1 ×16 光分路器后分别通过 16 条 FDL , 在该条光路中 , 最小时延 t 0 =0 ns , 最长
光纤延迟线在雷达信号处理中的应用
纤延迟线的相关器与电的相关器相比， 系统时钟及 延时分配简单， 易于实现高速信号处理。数字信号 的相关可表示为
图! 基本的光纤延迟线结构
$ （ ’） （ （ " ） & ) " +） * +,! $ " !* $ !! !) ’）（ ()"$ $ 式中， 抽 ( 是取样数； ! + 的整数倍。 ’ 是延时增量 " 头光纤延迟线相关器结构如图6所示， 信号 * 经过 $ 耦合器分成 ( 路， 信号 * 经过抽头光纤延迟线得 ! 到 ( 路不同延时的信号， 对应信号的分路信号相 乘、 累加后得到信号 * ， 的互相关。 $* !
: R K至 几百微秒 几百微秒
< : $
< < # # : $ : $ : $ : $ 工作频率 # 几百兆赫兹 : $ $ V / W : $ ! ! $ X/ W : V / W : $ V / W 单位长 （ ） （ ） :: V / W % <: V / W % $ 度损耗 $ 6 % : $ $ # < $ $（ ） $ V / W Z : （ ） （ ）: ／ ・ : $ V / W : $ V / W M Y J H
来模拟雷达回波， 进行雷达目标仿真。笔者对国内 部分雷达设计生产单位做了调研， 在雷达目标仿真 中， 要求最大延迟为& （电磁波空间传输距离） ， ) ) * + 并且每, )* + 延迟可调。针对这种应用设计了一 种延迟线如图&所示。它由激光器 （、 两个均匀 .） 光纤光栅 （/ （反射率分别为 2 、 环行 0 1） ) 3和4 4 3） 器和光电探测器 （5 组成。在两个 / .） 0 1 之间形成 反射腔， 基本延时 ! "! ／ ， 其中# 为 / # $ 0 1 间的 % 光纤环路长度。基本延时是循环光纤延迟线的两 倍， 它具有延迟量大、 延迟可调和便携的特点。 ! ’ ! 信号的相关 由雷达天线接收的回波信号常常被噪声所淹 没， 鉴别回波信号的有效方法是相关处理。基于光 万方数据 6 & )
光控相控阵中的真时延技术
光控相控阵中的真时延技术摘要：20世纪80年代随着计算机技术、信号处理技术、光电子技术以及器件、材料、工艺的发展,相控阵技术的研究取得了实质性的进展,采用光学控制手段实现雷达波束扫描的光控相控阵雷达的研究也被提到日程上来。
它不仅能克服传统相控阵雷达的缺点,还具有低损耗、无波束偏斜、扫描角度大、瞬时带宽等优点。
同时这一领域的研究对无线通信技术、光通信技术、光存储技术、天文学也将产生深远的影响。
本文分析了光控相控阵中的真时延技术。
关键词：光控相控阵；雷达；真时延技术；为了提高相控阵雷达的抗干扰能力, 相控阵天线必须具有尽量大的带宽。
要提高雷达对目标的分辨、识别能力, 解决多目标的雷达的成像问题, 相控阵雷达必须采用具有大瞬时信号带宽的信号。
一、工作原理雷达微波信号外调制激光，将微波信号加载到光波上，之后，加载有微波信号的光波通过光纤传输，实现低损耗的天馈线。
光波经过光环形器进入光延迟网络。
进入光延时网络的光波，在经过波分复用器后，不同波长的光会进入不同的延迟通道。
加载有微波信号的光波经过光／电转换后，微波信号即被解调出来，经过电放大后，由天线阵列发射出去。
接收时，天线接收到的微波信号经过低噪放大之后，进行电／光转换，将微波调制到光载波，再进入光延时网络实现波束形成。
进入光／电转换器，然后到达预处理单元。
主要包括对微波信号的低噪放大、滤波及下变频处理，将Ｘ波段的微波信号下变频到中频，然后进行采样及量化。
之后进入数据处理单元，完成雷达对目标的检测、识别等功能。
在光控相控阵雷达的核心单元光延时网络部分，每一级延迟线包含Ｋ个光通道。
单级延迟线结构由光开关、光环形器、波分复用器、光纤延迟线和光纤反射镜组成。
假设进入波分复用延时网络的波长为，波长间隔均匀且为常数Δλ。
第一级光纤延迟线通道线间真时延迟为ΔＴ（１）＝Δτ。
通过设计并精确制作光纤延迟线长度，使第二级延迟线单元通道间间形成的真时延迟为ΔＴ（２）＝２Δτ。
光控相控阵光延时线的设计与测量的开题报告
光控相控阵光延时线的设计与测量的开题报告一、研究背景与目的光控相控阵是一种利用光学和电子控制技术实现电子波束形成和指向控制的技术。
它具有波束指向快速可变、较高的控制精度、低成本、易于集成等优点，在雷达、通信、光学雷达等领域有着广泛的应用。
而光控相控阵中的相位调节器是其关键组成部分之一，光延时线则是相位调节器中最常用的模块。
因此，对于光延时线的设计与测量具有重要的意义。
本论文的研究目的在于探讨光控相控阵中的光延时线设计与测量技术，通过实验与仿真探究光延时线性能与参数对光控相控阵性能的影响，为光控相控阵系统的优化实现提供理论与实验支持。
二、研究内容与方法1. 研究内容（1）光延时线的设计与制备。
根据光控相控阵系统的需要，设计光延时线的主要参数，包括光路长度、材料选择、尺寸、反射、消光等，利用MEMS或者传统光纤等制备实验所需的光延时线。
（2）光延时线的测量。
对设计制备的光延时线进行实验测量，主要包括光路长度、反射损耗、消光比等性能参数的测量。
（3）光延时线参数对光控相控阵性能的影响。
通过仿真实验，探究光延时线的性能与参数对光控相控阵的波束指向精度、波束宽度、功率损耗等性能指标的影响规律。
2. 研究方法（1）理论分析。
根据光延时线的电光特性和光学设计原理，分析光延时线的设计要点和影响因素。
（2）实验测量。
设计制备实验所需的光延时线，利用光学测量仪器对光延时线进行性能测试。
（3）数值模拟。
通过FDTD或者MODE模拟工具对光控相控阵系统进行仿真模拟，探究光延时线参数对光控相控阵性能的影响。
三、研究意义及创新点本论文的研究意义在于探讨光控相控阵中光延时线的设计与测量技术，为光控相控阵性能优化提供参考。
本论文采用理论分析、实验测量以及数值模拟相结合的方法，通过不同角度的研究，充分探究了光延时线性能参数对光控相控阵性能的影响规律，为光控相控阵的优化设计提供了理论与实验支持。
本论文的创新点主要体现在以下几个方面：（1）采用MEMS或者传统光纤等制备光延时线，并对其性能参数进行实验测量，为光延时线的实际应用提供了实验数据。
光控相控阵雷达波束控制系统的设计
雷达通过其波控 系统控制 Ｏ ＇ ＴＩ Ｄ和移相器 的状态 ， 实现波束 快速 、 灵活扫 描。在简要探 讨光 控相控 阵雷 达原理 的 基础上 ， 了其分 布式波控 系统的设计方法 ， 讨论 同时由于在 Ｏ ＇ ＴＩ Ｄ的设计 中采用 了新 型光 学器件 ， 给出 了波控 系统
与Ｏ Ｔ Ｔ Ｄ的接 口驱 动 电路的设计方法 。 关 键 词： 光控 相控阵 ； 光纤实时延迟 线（ ｒ 【 ； （几、 ） 波控 系统 ； ］ ） 光开关 文献标识码 ： Ａ 中图分 类号 ： Ｎ９ ８ Ｔ ５
１ 引 言
为了提高抗干扰能力和分辨率 、 识别能力及解决多 目标成像问题 ， 要求相控阵雷达必须具有尽可能大的瞬时 带宽； 为了解决 因孔径效应而引起的对信号瞬时带宽的限制问题 ， 传统上用微波延迟线进行延时补偿 ， 但是微波 延迟线对信号衰减大 ， 抗干扰能力差 ， 体积大 ， 存在诸多问题 ， 因此近年来提出了光控相控 阵的概念， 即在子阵级 别上引入光纤实时延迟线 Ｏ Ｔ （ ｐｉ ｌ ｒｅ ｉ ｅ ｅ ｙ代替传统的微波延迟线 ， Ｔ Ｄ Ｏ ｔａ Ｔ ｕ ｍ ｌ ） ｃ Ｔ Ｄ ａ 解决了以上问题 。 在相控阵雷达 中， 波束控制系统具有极其重要 的作用 。它根据雷达主计算机提供的搜索空域数据 ， 出各天 算 线单元移相器所需 的波束控制相位码 ， 使天线波束指 向预定空域。但是 ， 与传统相控阵雷达不 同， 光控相控阵雷 达的天线波束指向由 Ｏ Ｔ Ｔ Ｄ和移相器的状态共 同控制 ， 即波控 系统不仅要给移相 器提供相位码 ， 而且还要给 Ｏ Ｔ Ｔ Ｄ提供搜索指定空域所需的波控相位码 。课题组设计的 Ｏ Ｔ Ｔ Ｄ以一种新 型磁光开关为基本单元 ， 根据波控 相位码选择磁光开关 的输出通路 ， Ｏ Ｔ 使 Ｔ Ｄ切换到扫描 当前空域所需的状态 ， 这种磁光开关在控制方法上与传
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延迟精度 τns
≤0 .040
≤0 .0 05
方案 2 中采用了激光器阵列 , 由于激光器性能 的离散性 , 故带内平坦度较差 , 但采用了精密可调延 迟器 , 提高了其延迟精度 。
4 光控相控阵雷达现状
光纤特有的工作频率高 、带宽大 、质量轻 、抗干 扰能力强和损耗低等优点 , 使其在相控阵雷达的应 用中有着无可替代的优势 , 且具有强大的吸引力 。
光纤与电缆及其应用技术 Optical Fiber &Electric Cable
2007 年第 5 期 No .5 2007
应用技术
光控相控阵雷达中的光纤延迟线
郭葆玲
(中国电子科技集团公司第二十三研究所 , 上海 200437)
[ 摘 要] 着重介绍了利用光纤的延迟 特性实 现光控相 控阵雷 达的实 时延迟 技术 。 设 计了两种 延迟阵 列 , 并 分别进行了试验验证 , 试验结果表明这两 种延迟阵列各有利弊 。 综合考虑 , 方案 2 优于方案 1。 [ 关键词] 光纤延迟线 ;光纤延迟阵列 ;光控相控阵雷达 ;实时延迟技术 [ 中图分类号] TN253 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1006-1908(2007)05-0034-04
种 , 一种是单纯的通过物理长度的改变来实现延时 , 另一种是多波长法 。本文着重介绍通过改变光纤长 度实现延时的技术 。FDL 的工作机理是利用光纤本 身的固定延迟 , 通过控制光纤的长度来实现所需的 延时 。 2 .2 光纤延迟阵列
目前 , 实现相控阵雷达所需的光纤延迟阵列有 多种 , 基于实际使用的需求和现有的技术 , (相 邻两条延迟线的时延差 Δt )为 0 .25 ns , 延迟误差为 5 ps , 工作在 S 波段 , 延迟时间为 0 ～ 7 .75 ns不等 。
表 1 两种光纤延迟阵列方案的测试结果
参 数
方案 1
方案 2
工作频率 f GHz
带内平坦度 ΔGp dB
信噪比 RSN dB
路间隔离度 I dB 输 出 1 dB 压 缩 点 P -1 dB
dBm 时延 t ns
2.5～ 3.5 ≤±1 .2
≥53 ≥60 ≥17 .0 0.29～ 7.79
2.5 ～ 3 .5 ≤±1 .5
disadvantages, respectively .In general , the second scheme is better than the first one . Key words :fiber delay line ;optical fiber delay array ;optically phased array radar ;true time delay technology
[ 收稿日期] 2007-04-28 [ 作者简介] 郭葆 玲(1959 -), 女 , 中 国电 子科技 集团 公司
第二十三研究所高级工程师 . [ 作者地址] 上海市逸仙路 135 号 , 200437
带宽和实时延迟优点的光纤应用起来如鱼得水 , 光 控相控阵雷达应运而生[ 1] 。
1 光控相控阵雷达原理
以两个天线发射单元结构为例 , 天线的扫描角
度 θ和两条相邻单元的时延差 Δt 之间的关系为 :
Δt
=
y c
sin θ
(1)
式中 y 为两个天线发射单元间的间隔 , c 为电磁场
郭葆玲 :光控相控阵雷达中的光 纤延迟线
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在自由空间的传播速度 。 式(1)可变换为 :
θ=arcsin
线以 Δt 的步长增加 。 光发射模块 2 的光信号先经 过 16Δt 的固定延迟后 , 再通过 1 ×16 光分路器和 16 条同上的 FDL , 此条光路的最小时延为 t16 =16Δt =
16×0 .25 =4 ns , 最 大时 延为 t31 =16Δt +15Δt =
31 ×0 .25 =7 .75 ns 。 由此可见 , 每相邻两条延迟线 的时延差为 0 .25 ns , 33 条延迟线可以获得 0 ～ 7 .75 ns 的不同时延差 , 32 个经延迟的光信号经光接收器 转换成电信号后 , 由计算机对 32 ×1 选通器预设置 , 以获得所需延迟的微波信号 。 此方案的特点是 :a . 光经过不同长度的光纤实现不同的时延 , 光波束形 成网络结构较简单 , 易实现 , 但 1 个延迟点对应 1 根 光纤 , 体积大 ;b .由于采用的器件多 , 离散性大 , 因 而相位一致性难以达到 ;c .延迟阵列所需的光纤数 随着延迟点的增加而同比增加 , 不易扩展 ;d .延迟 是由光纤长度和器件的固有延迟两部分组成 , 以上 的设计是在光路固有延迟一致的前提下进行的 , 而 实际上由于器件的离散性和光无源器件的光路不一
方案 1 如图 2 所示 , 是由功分器 、光发射模块 、 光分路器 、16 单元 FDL 、光接收器 、32 ×1 选通器和 后置放大器等组成的二进制可编程 FDL 阵列 。
图 2 FDL 阵列方案 1 框图
为了便于讨论 , 假设每条光路的固有延迟 t′是 一致的 , 从光控相控阵雷达工作原理可知 , 控制波束 扫描的参数是 Δt , 因此在理论上 , t′将不对 天线的 波束扫描角度 θ产生任何影响 , 所以在下面的设计 中不考虑固有延迟的因素 。
在一些发达国家和地区 , 光控相控阵雷达系统 的研制早在 20 世纪 90 年代就已开始 , 美国的 Huges (休斯)研 究所曾经演示了 3 b 并行 FDL 双波段(L 和 X 波段)波束控制网络 。为实现 3 b 扫描精度 , 采
郭葆玲 :光控相控阵雷达中的光 纤延迟线
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用 8 条延迟线 , 提供 8 个离散延迟 , 最小延迟对应于 控制精度 。 通过偏置开关选择光路得到所需时延 , 控制 4 个发射单元或阵列 。 这种结构易于实现 , 其 缺点是当控制精度提高时 , 延迟线数量成指数增加 。 美国海军研究实验室提出了波长连续可调的激光器
致性 , 每条光路的固有延迟是不同的 , 因此延迟误差 不易控制 。由于 1 m 长的光纤的时延 t =4 .9 ns ≈5
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光纤 与电缆及其应用技术
2007 年第 5 期
ns , 要实现 5 ps 的延迟误差 , 对应光纤长度误差必须 小于 1 mm , 尽管采用 BOTDR 可以将光路中的光纤 长度的误差控制在 ±1 mm 以内 , 但是 1 ×16 光分路 器内部的光纤长度无法控制 。
5 b 延迟对应 25 =32 个离散延迟点 , 我们将射 频信号通过功分器后分别调制两个光发射模块 , 光 发射模块 1 的光信号经 1 ×16 光分路器后分别通过 16 条 FDL , 在该条光路中 , 最小时延 t 0 =0 ns , 最长
的时延为 t 15 =15Δt =15 ×0 .25 =3 .75 ns , 每条延迟
FDL for Optically Phased Array Radar
GUO Bao-ling
(The 23rd Research Institute , CETC, Shanghai 200437 , China) Abstract:The true time delay technology for optically phased array radar using the delay characteristics of optical fiber is presented.Two delay arrays are designed and tested.The results show that these two delay arrays have their own advantages and
我们通过 BOTDR 可以将光纤长度的误差控制 在 ±1 mm 以内 , 而事实上 , 器件的离散性 、光纤的熔 接和耦合器的制作都会不同程度地产生延迟时差 , 因此要减少延时误差 , 必须通过微调延迟器修正误 差 。 该微调延迟器是通过调节光在空气中的光程来 实现的 , 由于采用了精密的微机械结构 , 光程的调节 精度在 μm 级 , 因此延迟精度也可达 ps 级 。 目前现 有成熟的微调延迟器的延迟精度可达 1 ps , 在该方 案中 , 只需采用 8 个微调延迟器就可实现 32 个时延 点的微调 。
图 3 FDL 阵列方案 2 框图
射频(RF)信号在延迟控制器的作用下 , 由微波 开关选通一特定光路实现预设所需延迟 。该方案中 之所以在激光器阵列前选用微波开关而不是在激光 器后采用光开关 , 是因为光开关的响应速度不能满 足实际使用要求 。从图 3 中可以看出 , 通过 4 ×8 光 耦合器的组合后可以得到 32 个时延 , 同样在不考虑 光路固有延迟的前提下 , 最小时延为 t 0 =0 ns , 最大 时延为 t31 =6 +7Δt =7 .75 ns 。此方案的特点是 :a . 光波束形成网络较复杂 , 但体积小 ;b .便于时延点 的扩展 , 因而更有发展前景 ;c .使用光有源器件多 , 成本高 ;d .由于采用了较多的光器件 , 因此固有延 迟的不一致性对延迟误差产生的影响更大 。
y c
Δt
(2)
可见改变光信号在天线发射单元间的延时差就
可以改变天线的扫描角度 , 从而实现波束扫描[ 2] 。
2 光纤延迟线
2 .1 光纤延迟线工作原理 在相控阵雷达系统中 , 采用延迟线替代移相器 ,
使其相位的变化随着延时变化而改变 。 延迟线的种 类很多 , 有 SAW 延迟线 、同轴电缆延迟线 、金属波导 延迟线 , 在光控相控阵雷达系统中 , 采用光纤延迟线 (FDL)实现延时 , 与其它延迟线相比 , FDL 具有工作 频率高 、带宽大 、质量轻 、抗干扰能力强和损耗低等 许多独特的优点 , FDL 的延时机理大体上可分为两