[发明专利]基于光开关的波束扫描光控相控阵雷达

说明书

一种基于光开关的波束扫描光控相控阵雷达，包括：一多波长激光器；一波长切换单元，其输入端与多波长激光器的输出端连接；一光放大器，其输入端与波长切换单元的输出端连接；一光纤，其一端与光放大器输出端连接；一调制器，其输入端与光纤的另一端连接，该调制器调制雷达信号；一光分束器，其输入端与调制器的输出端连接；一单模光纤阵列，其一端与光分束器输出端连接；一色散光纤阵列，其每一端与对应的单模光纤阵列的一端连接；一幅度控制器阵列，每一幅度控制器阵列的输入端与对应的色散光纤阵列连接；一移相器阵列，其每一输入端与幅度控制器阵列每一输出端连接；一光电探测器，其每一输入端与移相器阵列每一输出端连接。

技术领域

本发明属于微波光子学技术领域，特别是一种基于光开关的波束扫描光控相控阵雷达，其可实现波长快速切换。

背景技术

光控相控阵雷达的波束形成的角度是由光波长所决定的，因此，其角度的扫描速率则取决于波长切换的速度。随着相控阵雷达在军事上的发展和进步，快速的扫描速率已经成为越来越重要的需求。

国内外已提出许多光控相控阵波束形成方案，但是，这些方案都存在许多弊端，首先，相控阵雷达的波束切换时间受到激光器波长切换时间的限制，通常扫频激光器是由快速可调谐光滤波器和宽带增益介质构成，因此，其波长扫描的速率则取决于增益介质和可调谐光滤波器的速度决定。由于扫频激光器的切换方式是基于机械切换，因此其波长切换时间仅可达到毫秒级，这远小于实际应用中所需的微秒级扫描速度。因此，需要实现波长快速切换的波束扫描方式，从而代替相控阵雷达中的可调谐激光器波长切换速度慢的不足，进一步满足军事上的要求。我们采用纳秒级光开关，通过程序控制的方法对波长进行周期性切换，不仅可实现纳秒级的波长切换时间，而且其扫描方式也可通过程序根据实际需求进行选择。另外，采用射频电子波束形成网络体积巨大，通过移相器控制射频信号的相位易存在波束偏移，信号的瞬时带宽受到孔径渡越时间的限制，同时，为了提高雷达的分辨能力、识别能力、对抗反辐射导弹袭击的能力以及解决多目标成像的问题，相控阵雷达必须采用具有大瞬时带宽的宽带信号。为了解决这一问题，使相控阵天线在宽角度扫描情况下具有处理宽带信号的能力，我们采用色散光纤延时网络，实现了波束指向灵活可控。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于光开关的波束扫描光控相控阵雷达，其可实现对波长进行快速扫描，并且通过对延时网络色散长度的选取实现波束扫描角度的控制。

本发明提供一种基于光开关的波束扫描光控相控阵雷达，包括：

一多波长激光器；

一波长切换单元，其输入端与多波长激光器的输出端连接；

一光放大器，其输入端与波长切换单元的输出端连接；

一光纤，其一端与光放大器输出端连接；

一调制器，其输入端与光纤的另一端连接，该调制器调制雷达信号；

一光分束器，其输入端与调制器的输出端连接；

一单模光纤阵列，其一端与光分束器输出端连接；

一色散光纤阵列，其每一端与对应的单模光纤阵列的一端连接；

一幅度控制器阵列，每一幅度控制器阵列的输入端与对应的色散光纤阵列连接；

一移相器阵列，其每一输入端与幅度控制器阵列每一输出端连接；

一光电探测器，其每一输入端与移相器阵列每一输出端连接。

本发明的有益效果是，其能够实现波长的快速切换，以及扫描角度的控制。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，现在结合具体实例，并参照附图对本发明做进一步说明，其中：