專利名稱：一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光控相控陣雷達技術領域，尤其涉及一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置。
背景技術：
傳統(tǒng)分路式級聯(lián)光延時結(jié)構(gòu)采用光開關切換光信號的通路，切換過程中，需要對光開關進行編程控制，實現(xiàn)光信號按照基本延遲量依次延遲。級聯(lián)時需要采用光開關，并且每一個光開關都需要配備專門的電驅(qū)動和編程模塊，開關速度和體積限制了該技術的實用性。運用波分復用技術，可以使不同波長的光信號在同一延遲結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)與各波長對應的延遲，但是為了實現(xiàn)不同波長間較小的延遲量都需要很長的普通單模光纖，增大了延遲結(jié)構(gòu)的體積。有現(xiàn)有技術提出用高色散值(包括高的負色散值)的光纖代替普通單模光纖的方案。這些高色散值光纖的采用，可以減短所需的光纖長度，提高延遲的效率。但是特種光纖增加了成本，同時帶來特種光纖與普通光纖熔接耦合的問題。并且在這類結(jié)構(gòu)，同樣面臨光開關速度、增加結(jié)構(gòu)復雜性、增大體積等問題。為了解決傳播時間過長和光波復用的問題，有的現(xiàn)有技術提出多波長、分延時的方法，采用預先制作好光纖真時延遲線和波分復用器，可以實現(xiàn)多波長的延時網(wǎng)絡。但是該結(jié)構(gòu)盡讓光信號傳輸一次，沒有對波分復用的真時延遲充分利用。綜上所述，有必要設計一種技術方案，從而實現(xiàn)光信號多次循環(huán)，自動實現(xiàn)倍加延遲，無需光開關切換，并且通過控制光纖環(huán)的長度，可以設置循環(huán)的周期，替代光開關的功倉泛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種自動實現(xiàn)倍加延遲的多次循環(huán)的光信號延遲裝置，具體的技術方案如下:
一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，包括耦合器、光纖環(huán)形器、第一波分復用器以及光纖反射鏡；其中:
所述耦合器包括入口以及出口 ；所述光纖環(huán)形器包括入口、出口以及雙向端口 ；
耦合器的出口與光纖環(huán)形器的入口連接，光纖環(huán)形器的出口與耦合器的入口連接，從而形成一個光纖環(huán)路；光纖環(huán)形器的雙向端口接入第一波分復用器，第一波分復用器的各波長通道的尾部均分別連接有光纖反射鏡；
多波長光源通過耦合器的入口進入耦合器，通過耦合器的出口進入光纖環(huán)形器，通過光纖環(huán)形器的雙向端口接進入波分復用器，所述光纖反射鏡使進入波分復用器的光信號在各通道的尾端反射回來，由光纖環(huán)形器的雙向端口從光纖環(huán)形器的出口出射，然后再進入光纖耦合器進行下一次循環(huán)。作為優(yōu)化方案，根據(jù)第一波分復用器的各波長通道所對應的波長由短到長，各波長通道的長度依次遞增，且呈等差數(shù)列。作為優(yōu)化方案,稱合器米用光纖稱合器或光波導稱合器。作為優(yōu)化方案，耦合器、光纖環(huán)形器和第一波分復用器之間采用普通單模光纖連接。作為優(yōu)化方案，耦合器為2X2耦合器，光纖環(huán)形器為三端口光纖環(huán)形器。作為優(yōu)化方案，本發(fā)明還包括調(diào)制器，所述多波長光源通過所述調(diào)制器調(diào)制后進入耦合器。作為優(yōu)化方案，所述調(diào)制器采用微波調(diào)制。作為優(yōu)化方案，本發(fā)明還包括第二波分復用器，耦合器的出口接入第二波分復用器。作為優(yōu)化方案，本發(fā)明還包括光放大器以及光電轉(zhuǎn)換器，所述光放大器連接在所述耦合器與所述第二波分復用器之間，所述第二波分復用器的各波長通道的尾部均分別連接有所述光電轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，利用耦合器和環(huán)形器構(gòu)成環(huán)路，在第一波分復用器的各波長通道的尾部分別設有光纖反射鏡，自動控制延遲，不需要對延遲通道進行控制的開關，從而免去相移控制的硬件及相應軟件，減小了系統(tǒng)的體積，且省去電路驅(qū)動與控制步驟，提高了系統(tǒng)的效率。第一波分復用器的各波長通道的長度呈等差數(shù)列分布，通過變換通道長度，可以設置不同的延遲量。本發(fā)明的多次循環(huán)的延遲結(jié)構(gòu)，縮短了光纖長度，使用普通單模光纖即可，不需使用特殊材質(zhì)的光纖，減小結(jié)構(gòu)的體積且節(jié)約成本。此外，本發(fā)明具有很好的擴展性，可以根據(jù)需要實施串聯(lián)，滿足更大的延遲需要。本發(fā)明擴展性還表現(xiàn)在，實施并聯(lián)的情況下，本結(jié)構(gòu)適合應用于二維相控陣雷達。


結(jié)合附圖，通過下文的述詳細說明，可更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點，其中:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明在光控相控陣雷達系統(tǒng)中應用的結(jié)構(gòu)圖。上圖中序號為:
1-光纖稱合器、2-光纖環(huán)形器、3-第一波分復用器、4-第二波分復用器、5-光纖反射鏡、6-微波天線、7-多波長光源、8-調(diào)制器、9-微波、10-光放大器、11-光電轉(zhuǎn)換器。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實施例:
如圖1所示，一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，包括光纖耦合器1、光纖環(huán)形器2、第一波分復用器3和第二波分復用器4，所述光纖耦合器I為2 X 2光纖耦合器，包括入口以及出口 ；光纖環(huán)形器2為三端口光纖環(huán)形器，包括入口、出口以及雙向端口。多波長光源通過光纖耦合器I的入口進入，光纖耦合器I的出口與光纖環(huán)形器2的入口連接，光纖環(huán)形器2的出口與光纖I禹合器I的入口連接，從而形成一個光纖環(huán)路；光纖環(huán)形器2的雙向端口接入第一波分復用器3，第一波分復用器3的各波長通道的尾部均分別連接有光纖反射鏡5 ;光纖耦合器I的出口接入第二波分復用器4。第一波分復用器3的各波長通道所對應的波長由短到長，各波長通道的長度依次遞增，且呈等差數(shù)列。各元器件之間采用普通單模光纖連接。光信號經(jīng)由光纖耦合器I進入光纖環(huán)形器2的入口，再由光纖環(huán)形器的雙向端口進入第一波分復用器3，當各波長的光信號到達各波長通道的尾部時，被光纖反射鏡5反射回去，光信號由雙向端口回到光纖環(huán)形器2中，再由光纖環(huán)形器2的出口回到光纖耦合器I中進行下一次循環(huán)。每一次循環(huán)都會在第二波分復用器4產(chǎn)生輸出，而且每次得到的波長延遲量不相同。本發(fā)明提供的多次循環(huán)的光信號延遲裝置尤其適合應用到光控相控陣雷達系統(tǒng)中，將其應用到光控相控陣雷達系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。多波長光源7經(jīng)調(diào)制器8由微波9調(diào)制后進入光纖耦合器I開始循環(huán)，每一次循環(huán)都會經(jīng)由光放大器10后在第二波分復用器4產(chǎn)生輸出。第二波分復用器4的各波長通道均設有對應的微波天線6，光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器11后通過微波天線6輸出。第一波分復用器3的波長通道數(shù)和第二波分復用器4的波長通道數(shù)均與微波天線6的數(shù)量相同。本發(fā)明的工作原理如下:
本發(fā)明利用循環(huán)周期替代光開關對光信號延遲通道的切換。同時，利用波分復用技術及光纖真時延遲技術，使光信號經(jīng)過循環(huán)后，每次循環(huán)都得到延遲的遞加。利用2X2光纖耦合器構(gòu)成光纖環(huán)，在環(huán)內(nèi)接入一個波分復用器，用于對光信號實現(xiàn)延遲。波分復用器波長數(shù)為N，標記為:波長1、波長2、…、波長N，每個通道對應的長度標記為L1、L2、…、Ln,它們呈等差數(shù)列排布，即:
權利要求
1.一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，其特征在于，包括耦合器、光纖環(huán)形器、第一波分復用器以及光纖反射鏡；其中: 所述耦合器包括入口以及出口 ；所述光纖環(huán)形器包括入口、出口以及雙向端口 ； 耦合器的出口與光纖環(huán)形器的入口連接，光纖環(huán)形器的出口與耦合器的入口連接，從而形成一個光纖環(huán)路；光纖環(huán)形器的雙向端口接入第一波分復用器，第一波分復用器的各波長通道的尾部均分別連接有光纖反射鏡； 多波長光源通過耦合器的入口進入耦合器，通過耦合器的出口進入光纖環(huán)形器，通過光纖環(huán)形器的雙向端口接進入波分復用器，所述光纖反射鏡使進入波分復用器的光信號在各通道的尾端反射回來，由光纖環(huán)形器的雙向端口從光纖環(huán)形器的出口出射，然后再進入光纖耦合器進行下一次循環(huán)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，其特征在于，所述第一波分復用器的各波長通道所對應的波長由短到長，各波長通道的長度依次遞增，且呈等差數(shù)列。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，其特征在于，所述耦合器為光纖稱合器或光波導稱合器。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，其特征在于，所述耦合器、光纖環(huán)形器和第一波分復用器之間采用普通單模光纖連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，其特征在于，所述耦合器為2X 2耦合器，光纖環(huán)形器為三端口光纖環(huán)形器。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，其特征在于，還包括調(diào)制器，所述多波長光源通過所述調(diào)制器調(diào)制后進入耦合器。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，其特征在于，所述調(diào)制器采用微波調(diào)制。
8.根據(jù)權利要求1至7任一項所述的一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，其特征在于，還包括第二波分復用器，耦合器的出口接入第二波分復用器。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，其特征在于，還包括光放大器以及光電轉(zhuǎn)換器，所述光放大器連接在所述耦合器與所述第二波分復用器之間，所述第二波分復用器的各波長通道的尾部均分別連接有所述光電轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多次循環(huán)的光信號延遲裝置，包括耦合器、光纖環(huán)形器和波分復用器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，利用耦合器和環(huán)形器構(gòu)成環(huán)路，在第一波分復用器的各波長通道的尾部分別設有光纖反射鏡，自動控制延遲，不需要對延遲通道進行控制的開關，從而免去相移控制的硬件及相應軟件，減小了系統(tǒng)的體積，且省去電路驅(qū)動與控制步驟，提高了系統(tǒng)的效率。第一波分復用器的各波長通道的長度呈等差數(shù)列分布，通過變換通道長度，可以設置不同的延遲量。此外，本發(fā)明具有很好的擴展性，可以根據(jù)需要實施串聯(lián)，滿足更大的延遲需要。本發(fā)明擴展性還表現(xiàn)在，實施并聯(lián)的情況下，本結(jié)構(gòu)適合應用于二維相控陣雷達。
文檔編號G02B6/293GK103197384SQ201310113909
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權日2013年4月3日
發(fā)明者李曙光 申請人:上海航天測控通信研究所