【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成光电子器件，更具体地，涉及一种波束成形系统。
技术介绍
1、在现代雷达和无线通信系统中，微波相控阵天线起着至关重要的作用。这些天线通过调节阵列中每个天线元件发射信号的相位，实现高度定向的波束形成，并减少来自其他方向的干扰。然而，传统的相控阵雷达系统存在波束斜视效应，即微波频率的变化会导致波束指向角度偏移，从而限制操作带宽在几百兆赫兹以下。为了克服这一挑战，光学真延时技术通过将微波信号调制到光上，并利用光波导的延时替代传统的相移器，解决了波束斜视问题，并拓展了相控阵天线的带宽。
2、随着集成光子技术的发展，各种集成可调光延时线被提出，显著降低了系统的尺寸和功耗。这些可调光延时线通常分为两类：一类是光开关切换型，具有大瞬时带宽和较大延时调谐范围的特点；另一类是连续可调型，如微环谐振腔，用于实现延时的连续调谐，从而获得了高角度分辨率。
3、然而，现有的集成可调光延时线由于各个路径的延时线的延时精度和延时范围不同，往往会导致相邻路径的延时差只能取正或者取负，无法进行正负角度调节的波束成形。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种波束成形系统，其目的在于，解决现有的集成可调光延时线由于各个路径的延时线的延时精度和延时范围不同导致的无法进行正负角度调节的波束成形的技术问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种波束成形系统，包括：
3、激光器，用于出射连续光；
4
5、多个可调延时线路，每个所述可调延时线路用于对调制后的连续光进行延时得到延时光信号，各个所述可调延时线路的延时范围不同，相邻两个所述可调延时线路输出的延时光信号之间的延时差相等；
6、开关阵列，与多个所述可调延时线路连接，用于控制多路所述延时光信号的传输顺序；
7、光电探测器，与所述开关阵列连接，用于解调经过所述开关阵列的多路延时光信号得到多个目标微波信号，每个所述目标微波信号的延时与对应的延时光信号一致；
8、相控阵天线，与所述光电探测器连接，用于根据所述目标微波信号进行相位控制，实现多角度扫描的波束成形。
9、在其中一个实施例中，当所述开关阵列处于第一模式时，用于保持多路所述延时光信号原序传输，从而实现正角度扫描的波束成形。
10、在其中一个实施例中，当所述开关阵列处于第二模式时，用于控制多路所述延时光信号逆序传输，从而实现负角度扫描的波束成形。
11、在其中一个实施例中，所述开关阵列具有n个输入和n个输出，n为所述可调延时线路的总数。
12、在其中一个实施例中，所述可调延时线路为路径切换型可调延时线。
13、在其中一个实施例中，当多个所述可调延时线路为多路m字节的开关型可调延时线时，用于实现2m+1-1个无波束斜视的波束角度。
14、在其中一个实施例中，所述可调延时线路为不对称二叉树型可调延时线。
15、在其中一个实施例中，相邻两个所述可调延时线路输出的延时光信号之间的延时差为δτ，δτ的取值范围为0至δt，多条可调延时线路径的延时范围不同；δt为任意两个所述可调延时线路之间的延时范围差。
16、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
17、(1)本专利技术提供了一种波束成形系统，在多个可调延时线路后面增加开关阵列，可以对控制多路所述延时光信号的传输顺序，进而使得相控阵天线进行多角度的波束成形。本方案中尽管各个所述可调延时线路的延时范围不同，也可以实现超宽带高分辨率正负角度可调的波束成形。
18、(2)本方案中开关阵列至少具有两个状态，允许信号保持原序列传输或实现逆序传输；即从路径1排列至路径n或从路径n排列至路径1，使信号进入n路光电探测器和相控阵天线的延时呈两种状态，分别为t1至tn或tn至t1，从而实现正负角度扫描的波束成形。此外，采用本专利技术提出的波束成形系统由于开关阵列的存在，所产生的负角度是不会产生波束斜视效应。
19、(3)本方案中经过多个可调延时线路后的n路信号进入开关阵列。该开关阵列有n个输入和n个输出，分别连接对应的n路信号和之后的n路光电探测器以及相控阵天线；控制逻辑简单即可实现超宽带高分辨率正负角度可调的波束成形。
20、(4)本方案中通过将路径切换型可调延时线的每路延时精度和延时范围设置为逐渐增加的，可以显著提高波束形成的角度分辨率。
21、(5)本方案中延时线网络为n路mbit的路径切换型可调延时线，整个延时线网络的最小延时单元为u，则第n路延时线的最小延时单元为nu，第n路延时线的延时范围为0至(2m-1)nu。因此，采用n路mbit的路径切换型可调延时线可实现2m+1-1个无波束斜视的波束角度。相比于现有技术，本专利技术可以实现最高的波束成形角度分辨率，即最多的无波束斜视的波束角度。同时保留路径切换型可调延时线支持大带宽的优点，实现超宽带高分辨率波束成形。
22、(6)本方案中可调延时线路采用不对称二叉树型的拓扑结构，可在保留不对称二叉树型拓扑结构能够大幅减少器件数量和连续可调实现高角度分辨率优点的同时，克服其因路径延时范围不对称导致无法同时产生正负波束角度的问题。
23、(7)本方案假设相邻通道延时差为δτ＝bu，则b的取值范围为0≤b≤2m-1，且b为整数。当开关阵列让信号保持从路径1排列至路径n继续传输时，相邻路径之间的延时差为δτ＝bu，实现正角度扫描的波束成形；当开关阵列让信号重新排列实现逆路径，从路径n排列至路径1继续传输，相邻路径之间的延时差为-δτ＝-βu，实现负角度扫描的波束成形。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种波束成形系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的波束成形系统，其特征在于，当所述开关阵列处于第一模式时，用于保持多路所述延时光信号原序传输，从而实现正角度扫描的波束成形。
3.如权利要求2所述的波束成形系统，其特征在于，当所述开关阵列处于第二模式时，用于控制多路所述延时光信号逆序传输，从而实现负角度扫描的波束成形。
4.如权利要求3所述的波束成形系统，其特征在于，所述开关阵列具有N个输入和N个输出，N为所述可调延时线路的总数。
5.如权利要求1所述的波束成形系统，其特征在于，所述可调延时线路为路径切换型可调延时线。
6.如权利要求5所述的波束成形系统，其特征在于，当多个所述可调延时线路为多路M字节的开关型可调延时线时，用于实现2M+1-1个无波束斜视的波束角度。
7.如权利要求1所述的波束成形系统，其特征在于，所述可调延时线路为不对称二叉树型可调延时线。
8.如权利要求1所述的波束成形系统，其特征在于，相邻两个所述可调延时线路输出的延时光信号之间的延时差为Δτ，Δτ的取值范围为0至
...【技术特征摘要】
1.一种波束成形系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的波束成形系统，其特征在于，当所述开关阵列处于第一模式时，用于保持多路所述延时光信号原序传输，从而实现正角度扫描的波束成形。
3.如权利要求2所述的波束成形系统，其特征在于，当所述开关阵列处于第二模式时，用于控制多路所述延时光信号逆序传输，从而实现负角度扫描的波束成形。
4.如权利要求3所述的波束成形系统，其特征在于，所述开关阵列具有n个输入和n个输出，n为所述可调延时线路的总数。
5.如权利要求1所述的波束成...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑爽，张森瑜，张敏明，种奕妃，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。