[发明专利]光学真延时装置及光控波束形成网络系统

权利要求书

1.一种光控波束形成网络（OBFN）中使用的光学真延时（OTTD）装置，其特征在于，该OTTD装置包括：

上级延时单元，包括第一级光分束器和设置有光纤光栅的N条上级延时线，其中该N条上级延时线的每一条被配置成一端从所述第一级光分束器接收调制后的光载波；以及

分别通过光环行器与所述N条上级延时线的每一条的另一端相对应耦合的N个下级延时单元，其中每个所述下级延时单元包括第二级光分束器和设置有色散光纤和/或补偿光纤的M条下级延时线，其中该M条下级延时线的每一条被配置成一端通过所述光环行器及所述第二级光分束器从对应的上级延时线接收所述光载波；以及

其中，M和N为正整数，所述光载波在相邻两条上级延时线之间的延时差Δτ1_i为所述光载波在相邻两条下级延时线之间的延时差Δτ_i的M倍。

2.根据权利要求1所述的OTTD装置，其特征在于，所述光纤光栅为以下至少之一者：光纤布拉格光栅（FBG）、高斯型光栅以及取样光栅。

3.根据权利要求1所述的OTTD装置，其特征在于，所述光纤光栅为光纤布拉格光栅（FBG），其中，所述N条上级延时线的每一条上对应于扫描方向为0°的波长λ₀的FBG的光栅位置相同，并且第k+1条上级延时线中波长λ_i的FBG的光栅位置d_i(k+1)与第k条上级延时线上波长λ_i的FBG的光栅位置d_ik符合以下关系：

d_i(k+1)＝d_ik+Δd_i，其中Δd_i为波长λ_i的FBG的位置增量，i为整数，1≤k≤M，以及

Δd_i＝McΔτ_i/2n_eff。其中，c为光速，n_eff为所述FBG的有效折射率。

4.根据权利要求3所述的OTTD装置，其特征在于，所述N条上级延时线的每一条上的FBG数量相同。

5.根据权利要求4所述的OTTD装置，其特征在于，所述N条上级延时线的每一条上的FBG数量依据需要扫描的角度的数量来设置。

6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的OTTD装置，其特征在于，所述下级延时单元中的第j条下级延时线由长度为(j-1)L₀的色散光纤和长度为(M-j)L_SMF的补偿光纤组成，其中1≤j≤M，并且满足n_SMF(λ₀)L_SMF＝n(λ₀)L₀，其中L₀为所述色散光纤的单位长度，L_SMF为所述补偿光纤的长度，n_SMF(λ₀)为所述补偿光纤在波长λ₀的折射率以及n(λ₀)为所述色散光纤在波长λ₀的折射率。

7.根据权利要求6所述的OTTD装置，其特征在于，所述色散光纤包括以下至少之一者：光子晶体光纤或色散补偿光纤。

8.根据权利要求1所述的OTTD装置，其特征在于，所述光环行器为三端光环行器。

9.一种使用根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的光学真延时（OTTD）装置的光控波束形成网络（OBFN）系统，其特征在于，该OBFN系统还包括：可调激光器、偏振控制器、光电调制器以及光电探测器，其中

所述可调激光器被配置成产生单一波长的光；

所述光电调制器经由所述偏振控制器从所述可调激光器接收所述单一波长的光作为光载波，所述光电调制器被配置成将输入的无线电频率信号调制到所述光载波上，输出调制后的光载波到所述第一级光分束器；以及

所述光电探测器与所述M条下级延时线的每一条的另一端相耦合，被配置成将所述无线电频率信号从所述光载波中解调。