光延時模塊的光路設(shè)計(jì)與電路仿真.pdf

1、傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)由于陣列天線空間頻率色散和孔徑效應(yīng)的限制，不能實(shí)現(xiàn)大瞬時帶寬掃描，同時由于采用微波延時線導(dǎo)致其體積龐大且易受電磁干擾。光控相控陣?yán)走_(dá)將光電子技術(shù)應(yīng)用在相控陣?yán)走_(dá)中，它將微波信號調(diào)制到光上，用光纖等光器件材料作為真延時線，采用光波為載波，這樣相控陣天線的微波波束指向與所發(fā)射的微波頻率無關(guān)，并且微波信號帶寬相對與光波載波頻率要小很多，故能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的寬帶掃描。同時由于系統(tǒng)采用光器件材料，相比于傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)具有重量輕、體積小并且

2、抗電磁干擾等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了世界相控陣?yán)走_(dá)研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。本文針對光相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)光延時模塊，對其光路、控制電路的仿真設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)測試部分都做了詳細(xì)研究。 本文首先逐一介紹了目前國內(nèi)外所采用的各種光延時結(jié)構(gòu)，然后對基于光開關(guān)切換和光纖環(huán)結(jié)構(gòu)的OTTD（光學(xué)真延時線）做了詳細(xì)分析，并且在此基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了一種基于集成光學(xué)技術(shù)的光延時模塊結(jié)構(gòu)，它將光開關(guān)陣列和光波導(dǎo)集成于同一塊襯底之上，通過外圍電路來控制開關(guān)陣列的工

3、作狀態(tài)，從而選擇不同的光程，這種結(jié)構(gòu)由于采用了集成光學(xué)的方法，除具有其他光延時結(jié)構(gòu)高延時精度特性外，而且功耗低、體積小、成本低廉，目前國內(nèi)外研究很少。為實(shí)現(xiàn)這種延時方案，文中對激光器、光電探測器、光開關(guān)等光延時系統(tǒng)必備器件的選擇做了深入分析，同時還對延時精度的控制做了詳細(xì)的公式推導(dǎo)和計(jì)算，給出了光纖延時線的切割方案，并采用所選擇器件制作了一個基于光開關(guān)切換和光纖環(huán)結(jié)構(gòu)的5位光延時系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，對系統(tǒng)中所涉及的關(guān)鍵控制電路做了設(shè)計(jì)并仿真，