一种波束赋形装置及其波束赋形方法，所述装置包括：波分解复用及分束模块，用于接收经过射频信号调制后的多波长光信号，并将多波长光信号分为多个单波长光信号后，经由多个分束器输出；波导网络，包括多根波导，各根波导的输入端与所述分束器一一对应耦合，分别接收所述单波长光信号，经过不同的延时后输出单波长光信号；合束模块，所述合束模块的多个合束输入端与各根波导的输出端一一对应耦合，接收经过延时后输出的单波长光信号，合并为多波长光信号；其中多波长光信号进入光电探测器中光电转换生成射频信号，射频信号经由阵列天线发射，与不同的分束器耦合的波导长度不完全相同。本发明专利技术可以在实现同时多波束功能，并有效降低功耗和尺寸。耗和尺寸。耗和尺寸。
【技术实现步骤摘要】
波束赋形装置及其波束赋形方法
[0001]本专利技术涉及光电
，尤其涉及一种波束赋形装置及其波束赋形方法。
技术介绍
[0002]波束赋形技术在雷达、无线通信等射频微波领域具有非常重要的作用。具体而言，在波束赋形技术中，通过控制天线阵列的各个阵元的幅度和相位，将不同延时的射频信号向某一特定方向的空间聚焦，形成远场波束定向辐射模式。通过采用波束赋形技术，能够有效降低信号传输损耗，增加覆盖范围，同时降低因能量扩散而造成的对其周边信号接收端的干扰。随着集成光子技术的发展，基于光子真延时的光控相控阵技术展现了大带宽、抗电磁干扰、小尺寸等特点，在光控相控阵雷达、电子对抗系统等场景有着巨大应用前景。
[0003]而现有的光子集成延时芯片技术现有同类技术主要基于光开关级联波导、微环谐振器、光子晶体等方案实现。然而目前方案均难以同时满足光控相控阵系统对光子集成延时芯片的多通道、多波束、低功耗的需求。
技术实现思路
[0004]本专利技术解决的技术问题是提供一种波束赋形装置及其波束赋形方法，可以实现同时多波束功能，并有效降低功耗和尺寸。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种波束赋形装置，包括：波分解复用及分束模块，用于接收经过射频信号调制后的多波长光信号，并将所述多波长光信号分为多个单波长光信号后，经由多个分束器输出；波导网络，包括多根波导，各根波导的输入端与所述分束器一一对应耦合，分别接收所述单波长光信号，经过不同的延时后输出单波长光信号；合束模块，所述合束模块的多个合束输入端与各根波导的输出端一一对应耦合，接收经过延时后输出的单波长光信号，合并为多波长光信号；其中，所述多波长光信号进入光电探测器中光电转换生成射频信号，射频信号经由阵列天线发射，与不同的分束器耦合的波导长度不完全相同。
[0006]可选的，所述波分解复用及分束模块包括：第一阵列波导光栅，用于对接收到的经过射频信号调制后的多波长光信号进行波分解复用，所述第一阵列波导光栅的多个输出端分别输出波分解复用后的单波长光信号。
[0007]可选的，所述第一阵列波导光栅的输出端的数量等于所述多波长光信号的波长数量。
[0008]可选的，所述分束模块还包括：多个分束器，输入端与所述第一阵列波导光栅的多个输出端一一对应耦合；每个分束器用于对单个单波长光信号进行分束处理，输出多个功率相等的单波长光信号。
[0009]可选的，所述分束器的输出端的数量大于等于所述多波长光信号的波长数量。
[0010]可选的，与每个分束器耦合的多根波导的波导长度满足等差数列。
[0011]可选的，不同的分束器对应的波导长度的等差数列的差值不等。
[0012]可选的，所述合束模块包括多个合束器，每个合束器接收多个经过延时的单波长光信号并进行合并处理；其中，每个合束器的输入端分别与不同的分束器的输出端耦合。
[0013]可选的，所述合束器的数量大于等于所述多波长光信号包含的波长数量。
[0014]可选的，所述合束器为第二阵列波导光栅。
[0015]可选的，所述的波束赋形装置还包括：光电探测器阵列，分别与各个合束器的输出端耦合，用于对多个合束器输出的延时光信号进行光电转换处理。
[0016]可选的，所述的波束赋形装置还包括：天线阵列，与所述光电探测器阵列耦接，用于对光电转换处理后的电信号进行波束赋形。
[0017]可选的，所述的波束赋形装置还包括：多光源激光阵列，用于输出所述多波长光信号。
[0018]可选的，所述的波束赋形装置还包括：电光调制器，用于调制射频信号到所述多波长光信号上。
[0019]为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种基于上述波束赋形装置的波束赋形方法，包括：接收经过射频信号调制后的多波长光信号，并采用所述波分解复用及分束模块将所述多波长光信号分为多个单波长光信号；采用所述波导网络中的多根波导分别传输所述单波长光信号，以得到多个经过延时的单波长光信号；采用所述合束模块将所述多个经过延时的单波长光信号合并为多波长光信号。
[0020]可选的，采用所述波分解复用及分束模块将所述多波长光信号分为多个单波长光信号包括：采用第一阵列波导光栅对接收到的经过射频信号调制后的多波长光信号依照波长进行波分解复用，所述第一阵列波导光栅的多个输出端分别输出波分解复用后的单波长光信号。
[0021]可选的，所述第一阵列波导光栅的输出端的数量等于所述多波长光信号的波长数量。
[0022]可选的，采用所述波分解复用及分束模块将所述多波长光信号分为多个单波长光信号包括：采用分束器对单个单波长光信号进行分束，输出多个功率相等的单波长光信号，其中，多个分束器的输入端与所述第一阵列波导光栅的多个输出端一一对应耦合。
[0023]可选的，所述分束器的输出端的数量大于等于所述多波长光信号的波长数量。
[0024]可选的，与每个分束器耦合的多根波导的波导长度满足等差数列。
[0025]可选的，不同的分束器对应的波导长度的等差数列的差值不等。
[0026]可选的，采用所述合束模块将所述多个经过延时的单波长光信号合并为多波长光信号包括：采用合束器接收多个经过延时的单波长光信号并进行合并处理，其中，每个合束器的输入端分别与不同的分束器的输出端耦合。
[0027]可选的，所述合束器的数量大于等于所述多波长光信号包含的波长数量。
[0028]可选的，所述合束器为第二阵列波导光栅。
[0029]可选的，所述方法还包括：采用光电探测器阵列对多个合束器输出的延时光信号进行光电转换处理，所述光电探测器阵列分别与各个合束器的输出端耦合。
[0030]可选的，所述方法还包括：采用天线阵列对光电转换处理后的电信号进行波束赋形，所述天线阵列与所述光电探测器阵列耦接。
[0031]可选的，所述方法还包括：采用多光源激光阵列输出所述多波长光信号。
[0032]可选的，所述方法还包括：采用电光调制器，用于调制射频信号到所述多波长光信号上。
[0033]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0034]在本专利技术实施例中，通过阵列波导光栅及分束器对波长信号实现解复用，通过设置波导网络，且与不同的分束器耦合的波导的长度不完全相同，可以使得不同的光信号具有各自的光路通道物理长度，实现不同波长信号延时差，一一对应进入合束器中，最后经过光电探测器拍频实现光电转换，并由阵列天线发射，可以实现同时多波束功能。现有光子集成延迟线芯片技术要实现同时多波束功能需要大规模器件对各个通道的信号单独进行控制，导致功耗较高。而采用本专利技术实施例的方案，不需要光开关切换或信号控制，可以基于较低功耗实现同时多波束功能。
附图说明
[0035]图1是本专利技术实施例的一种波束赋形装置的结构示意图；
[0036]图2是本专利技术实施例的另一种波束赋形装置的结构示意图；
[0037]图3是本专利技术实施例的一种波分解复用及分束本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种波束赋形装置，其特征在于，包括：波分解复用及分束模块，用于接收经过射频信号调制后的多波长光信号，并将所述多波长光信号分为多个单波长光信号后，经由多个分束器输出；波导网络，包括多根波导，各根波导的输入端与所述分束器一一对应耦合，分别接收所述单波长光信号，经过不同的延时后输出单波长光信号；合束模块，所述合束模块的多个合束输入端与各根波导的输出端一一对应耦合，接收经过延时后输出的单波长光信号，合并为多波长光信号；其中，所述多波长光信号进入光电探测器中光电转换生成射频信号，射频信号经由阵列天线发射，与不同的分束器耦合的波导长度不完全相同。2.根据权利要求1所述的波束赋形装置，其特征在于，所述波分解复用及分束模块包括：第一阵列波导光栅，用于对接收到的经过射频信号调制后的多波长光信号进行波分解复用，所述第一阵列波导光栅的多个输出端分别输出波分解复用后的单波长光信号。3.根据权利要求2所述的波束赋形装置，其特征在于，所述第一阵列波导光栅的输出端的数量等于所述多波长光信号的波长数量。4.根据权利要求2所述的波束赋形装置，其特征在于，所述分束模块还包括：多个分束器，输入端与所述第一阵列波导光栅的多个输出端一一对应耦合；每个分束器用于对单个单波长光信号进行分束处理，输出多个功率相等的单波长光信号。5.根据权利要求4所述的波束赋形装置，其特征在于，所述分束器的输出端的数量大于等于所述多波长光信号的波长数量。6.根据权利要求4所述的波束赋形装置，其特征在于，与每个分束器耦合的多根波导的波导长度满足等差数列。7.根据权利要求6所述的波束赋形装置，其特征在于，不同的分束器对应的波导长度的等差数列的差值不等。8.根据权利要求4所述的波束赋形装置，其特征在于，所述合束模块包括多个合束器，每个合束器接收多个经过延时经过单波长光信号并进行合并处理；其中，每个合束器的输入端分别与不同的分束器的输出端耦合。9.根据权利要求8所述的波束赋形装置，其特征在于，所述合束器的数量大于等于所述多波长光信号包含的波长数量。10.根据权利要求8所述的波束赋形装置，其特征在于，所述合束器为第二阵列波导光栅。11.根据权利要求8所述的波束赋形装置，其特征在于，还包括：光电探测器阵列，分别与各个合束器的输出端耦合，用于对多个合束器输出的延时光信号进行光电转换处理。12.根据权利要求11所述的波束赋形装置，其特征在于，还包括：天线阵列，与所述光电探测器阵列耦接，用于对光电转换处理后的电信号进行波束赋形。13.根据权利要求1所述的波束赋形装置，其特征在于，还包括：多光源激光阵列，用于输出所述多波长光信号。
14.根据权利要求1所述的波束赋形装置，其特征在于，还包括：电光调制器，用于调制射频信号到所述多波长光信号上。15.一种基于权利要求1至14...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘大鹏，崔乃迪，冯靖，田野，李强，
申请(专利权)人：联合微电子中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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