[发明专利]微波光纤延迟线

说明书

技术领域

本发明涉及延迟线，特别是一种微波光纤延迟线。

背景技术

高保真度的微波存储结构实现是长期以来难以解决的问题。对接收的雷达信号的重构、高保真度的处理在现代雷达和防御系统中有着许多重要的应用。微波存储是现代电子对抗中的关键单元。在这些应用中，微波存储器用于存储和再发射敌方探测雷达脉冲信号的一个或多个复制信号，通过记忆雷达即时脉冲信号和在精确控制时间的再转发，微波存储器可以欺骗敌方威胁雷达，然而,受限于在微波频率A/D转换精度的限制，使用电子学技术实现高保真的存储复杂的波形与所需的微波雷达脉冲尤为困难。电子数字微波存储(DRFM)是目前唯一的对相干微波信号存储的方法，然而，该方法受限于最重要的限制因素：无法同时实现宽带瞬时带宽和大的动态范围。DRFM产生的不需要的杂散项限制了其动态范围，为了对抗频率敏捷雷达或处理脉冲压缩雷达波形，需要微波存储干扰器有宽的瞬时带宽，然而，商用的DRFM瞬时带宽最大仅为1GHz-2GHz。

微波光子学技术的方法为该问题提供了一种解决方法，这是因为对微波和毫米波调制信号，光波导是最好的延迟线介质之一；光子信号处理提供了克服由传统的电信号处理所带来的有限的采样速度这一瓶颈。

目前快速调节光学延迟线的实现方案主要有：

在先方案之一是利用光纤再循环延迟环结构，在延迟环中加入光纤移频装置防止产生激光自激振荡，使用光开关控制RF脉冲进入环路的时间，从而使RF信号获得相应的延时，但该方法仅局限于对RF脉冲信号适用，无法实现对连续RF信号的时延调节，且步进量不够精细，最小步进量也为数十个ns。【Tuan A.Nguyen,Erwin H.W.Chan,and Robert A.Minasian Photonic Radio Frequency Memory Using Frequency Shifting Recirculating Delay Line Structure.Journal of Lightwave Technology, Vol.32,NO.1,Jan 1,2014,99-106】；

在先方法之二是采用光开关(或开关级联结构)实现几种固定时延的结构，该方法的缺点是可调时延量个数少，时延量调谐范围和时延步进量不能同时兼顾，且可调时延量的增多是以开关个数增加为前提的；【G.W.Stimson,Introduction to Airborne Radar,SciTech Publishing Inc.,1998】

发明内容

本发明的目的是提供一种微波光纤延迟线，该延迟线具有大延迟量调谐范围、高精细度步进、延时准连续可调的存储转发连续或脉冲微波信号装置，连续或脉冲微波信号的频率可以是在电光调制器带宽内的任意宽带频率的微波信号。

本发明的核心思想：利用光纤再循环延迟环延时技术、密集波分复用技术以及光学多波束网络(Optical Beamforming Network，简称为OBFN)中的精密时延选择技术实现大调谐范围、高精度步进量的延迟实现，从而实现对雷达接收RF信号的再处理和转发。其中，光纤再循环延迟环延时技术实现时延的粗延迟量和中延迟量选择，密集波分复用技术实现延迟环路路数的选择。三种技术的结合可以实现大的时延量调谐范围、高精细步进的延时。

本发明的技术解决方案如下：

一种微波光纤延迟线，特点在于其构成包括激光器、射频信号产生器、电光调制器、第一频移模块、第一光纤、第一光纤放大器、第一2×2耦合器、1×N超密集波分解复用器、N×1光开关、第二频移模块、第二光纤、第二光纤放大器、第二2×2耦合器、1×2N超密集解波分复用器、2N×1光开关、1×L的分束器、M×1光开关、长度呈等差数列的M根光纤和光电探测器，由第一频移模块、第一光纤、第一光纤放大器和第一2×2耦合器构成第一光纤循环延迟环，由第二频移模块、第二光纤、第二光纤放大器和第二2×2耦合器构成第二光纤循环延迟环；所述的第二光纤循环延迟环和第一光纤循环延迟环的结构相同，但所述的第二光纤的长度为第一光纤的长度的1/N，N是正整数；