一種微波移相器制造技術

本發明專利技術涉及一種微波移相器，主要解決現有技術中存在的相移精度低，相移量小的技術問題。本發明專利技術通過采用一種微波移相器，包括用于輸出偏振光的窄線寬分布式反饋激光器；與窄線寬分布式反饋激光器依次連接保偏光纖耦合器，強度型光調制器，單模光纖耦合器，磁光開關；與磁光開關并聯連接的電動光纖延遲線及電控壓電陶瓷光纖延遲線；與所述電動光纖延遲線及電控壓電陶瓷光纖延遲線共同連接的單模光纖耦合器；與所述單模光纖耦合器連接的高速光電探測器；與強度型光調制器連接的強度型光調制器控制單元及射頻信號輸入端口的技術方案，較好的解決了該問題，可用于微波移相器的工業生產中。

A microwave phase shifter

The invention relates to a microwave phase shifter, which mainly solves the technical problems of low phase shift precision and small phase shift in the prior art. The invention adopts a microwave phase shifter for narrow linewidth distributed feedback laser output polarized light; and the narrow linewidth distributed feedback laser is sequentially connected with polarization maintaining fiber coupler, optical intensity modulator, fiber optic coupler, magnetic and magnetic optical switch; optical switch connected in parallel electric optical fiber delay line and electric control piezoelectric ceramic fiber delay line; and the electric optical fiber delay line and electric control piezoelectric ceramic fiber delay line single-mode fiber coupler connected together; high speed photoelectric detector is connected with the single-mode fiber coupler; and the connection intensity type optical modulator intensity type optical modulator control unit and RF signal input port of the technical scheme, to solve the this problem can be used in the industrial production of microwave phase shifter.

【技術實現步驟摘要】
一種微波移相器
本專利技術涉及微波領域，特別涉及到一種特別涉及到一種用于通信、遙控遙測、儀器儀表、航空航天裝備、雷達成像，醫療儀器等領域的微波移相器。
技術介紹
移相器是一種對微波信號的相位進行控制調節的一種裝置或器件，在相控陣雷達、通信、微波信號測量等領域有廣泛應用。任何傳輸介質對在其中傳到的波動都會引入相移，這是早期模擬移相器的原理。現代電子技術發展后，利用A/D，D/A實現了數字相移。但是微波領域，移相器主要采用微帶形式么鐵氧體材料形式。隨著雷達、電子對抗和毫米波微波測量技術的發展，高精度、寬帶的工作要求使得現有的微波移相器嚴重限制了高頻段微波應用領域的發展。現有技術中的微波移相器主要以鐵氧材料的移相器為主，應用最廣泛。鐵氧體移相器的相移位數一般為4-6位，相移范圍為1800或3600，并且很難實現工作帶寬大于40GHz。存在相移精度低，相移量小的技術問題。因此，提供一種相移精度高，寬帶寬，相移量大的微波移相器就很有必要。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是現有技術中存在的相移精度低，相移量小的技術問題。提供一種新的基于光電互轉裝置的微波移相器，該微波移相器具有相移精度高，寬帶寬，相移量大的技術特點。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案如下：一種基于光電互轉裝置的微波移相器，包括用于輸出偏振光的窄線寬分布式反饋激光器101；與窄線寬分布式反饋激光器101依次連接的用于耦合輸出光控制信號的保偏光纖耦合器102，用于將射頻輸入信號轉換為光載射頻信號的強度型光調制器104，用于耦合輸出光控制信號的單模光纖耦合器106，磁光開關108；與所述磁光開關108并聯連接的電動光纖延遲線201及電控壓電陶瓷光纖延遲線109；與所述電動光纖延遲線201及電控壓電陶瓷光纖延遲線109共同連接的單模光纖耦合器202；與所述單模光纖耦合器202連接的用于相移信號光電轉換的高速光電探測器203；所述微波移相器還包括與強度型光調制器104連接的強度型光調制器控制單元及射頻信號輸入端口，所述強度型光調制器控制單元用于控制強度型光調制器104線性工作；所述電動光纖延遲線201包括兩個相對距離可變的自聚焦透鏡；所述電控壓電陶瓷光纖延遲線109包括伸縮量和折射率隨壓電陶瓷電壓規律變化的單模光纖。上述方案中，為優化，進一步地，所述強度型光調制器控制單元包括調制器驅動器105，與所述調制器驅動器105連接的光電探測器103及光電探測器107；所述光電探測器103還與保偏光纖耦合器102的次輸入端相連，光電探測器107還與單模光纖耦合器106的次輸入端相連。進一步地，所述保偏光纖耦合器102耦合比為1:99。進一步地，所述單模光纖耦合器106耦合比為1:99。進一步地，所述磁光開關108切換速度不大于10us。進一步地，所述電動光纖延遲線201包括固定在電動光纖延遲線的殼體上的第一自聚焦透鏡，電動平移臺及固定于電動平移臺的第二自聚焦透鏡。進一步地，所述電動光纖延遲線201延遲量不低于2000ps。進一步地，所述電控壓電陶瓷光纖延遲線109包括圓筒型壓電陶瓷，繞制于圓筒型壓電陶瓷上的單模光纖繞制。進一步地，所述電控壓電陶瓷光纖延遲線109時延精度不低于10fs。本專利技術采用電光互轉技術設計微波移相器，具有大于40GHz的工作帶寬，并且無色散效應，相移精度可達0.10。相移范圍可根據相移控制速度的快慢設計成幾十至幾百個周期。與現有的微波移相器相比，本專利技術提出的微波移相器具有相移精度高，超大帶寬和超大相位移動量等特點。具體地，窄線寬DFB激光器101輸出的偏振光經過耦合比為1:99的保偏光纖耦合器。該耦合器大功率輸出的端口的輸出光經過強度型光調制器104后進入一耦合比為1:99的單模光纖耦合器106中。該耦合器大功率輸出端口的輸出光經過磁光開關108。通過控制磁光開關，使其輸出光可分別通過電控壓電陶瓷光纖延遲線109或電動光纖延遲線201，延遲線輸出光經過一單模光纖耦合器202后入射進高速光電探測器203。保偏光纖耦合器102和單模光纖耦合器106小信號輸出端口輸出的光信號分別進入光電探測器103和107中，這兩個光電探測器將光信號轉變成電信號并通過調制器驅動器105來使得強度型光調制器的工作點始終處于線性調制范圍內。微波信號加載到強度型光調制器104上，將該射頻信號調制到光波上而輸出一光載射頻信號。該光載射頻信號通過光開關選擇進入任意一種延遲線后最終進入高速光電探測器203，高速光電探測器203將光信號轉換成相移后的微波信號。本專利技術提出的微波移相器的相移原理為：式中為移相器的相位變化量，f為微波信號的頻率，τ為電控壓電探測光纖延遲線或電動光纖延遲線的時延變化量。本專利技術的有益效果：效果一，提高了移相精度；效果二，增大了工作帶寬；效果三，增大了移相量。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1，基于光電互轉裝置的微波移相器的系統框架圖。圖2，強度型光調制器控制單元原理示意圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。如圖1所示，基于光電互轉裝置的微波移相器的系統框架如圖。如圖2所示，強度型光調制器控制單元的結構原理如圖。一種基于光電互轉裝置的微波移相器，包括用于輸出偏振光的窄線寬分布式反饋激光器101；與窄線寬分布式反饋激光器101依次連接的用于耦合輸出光控制信號的保偏光纖耦合器102，用于將射頻輸入信號轉換為光載射頻信號的強度型光調制器104，用于耦合輸出光控制信號的單模光纖耦合器106，磁光開關108；與所述磁光開關108并聯連接的電動光纖延遲線201及電控壓電陶瓷光纖延遲線109；與所述電動光纖延遲線201及電控壓電陶瓷光纖延遲線109共同連接的單模光纖耦合器202；與所述單模光纖耦合器202連接的用于相移信號光電轉換的高速光電探測器203；所述微波移相器還包括與強度型光調制器104連接的強度型光調制器控制單元及射頻信號輸入端口，所述強度型光調制器控制單元用于控制強度型光調制器104線性工作；所述電動光纖延遲線201包括兩個相對距離可變的自聚焦透鏡，改變第一自聚焦透鏡及第二自聚焦透鏡之間的相對距離來改變光載射頻信號中攜帶的微波信號的相位，這種延遲線具有很高的延遲量，對應40GHz微波頻率時，相移量遠超過現有的微波移相器的相移量；所述電控壓電陶瓷光纖延遲線109包括伸縮量和折射率隨壓電陶瓷電壓規律變化的單模光纖，這種延遲線的最小時延精度可達fs級，對應40GHz微波頻率時，相移精度遠超過現有的微波移相器的相移精度。所述強度型光調制器控制單元包括調制器驅動器105，與所述調制器驅動器105連接的光電探測器103及光電探測器107；所述光電探測器103還與保偏光纖耦合器102的次輸入端相連，光電探測器107還與單模光纖耦合器106的次輸入端相連。選用的強度型光調制器104和高速光電探測器203的3dB帶寬大于40GHz，能夠滿足超寬帶的工作需求。所述保偏光纖耦合器102耦合比為1:99。選用次輸出端信號較好的保偏光纖耦合器，能夠在不影響主輸出的基礎上，耦合小信號到強度型光調制器控制單元。所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微波移相器，其特征在于：所述微波移相器包括用于輸出偏振光的窄線寬分布式反饋激光器(101)；與窄線寬分布式反饋激光器(101)依次連接的用于耦合輸出光控制信號的保偏光纖耦合器(102)，用于將射頻輸入信號轉換為光載射頻信號的強度型光調制器(104)，用于耦合輸出光控制信號的單模光纖耦合器(106)，磁光開關(108)；與所述磁光開關(108)并聯連接的電動光纖延遲線(201)及電控壓電陶瓷光纖延遲線(109)；與所述電動光纖延遲線(201)及電控壓電陶瓷光纖延遲線(109)共同連接的單模光纖耦合器(202)；與所述單模光纖耦合器(202)連接的用于相移信號光電轉換的高速光電探測器(203)；所述微波移相器還包括與強度型光調制器(104)連接的強度型光調制器控制單元及射頻信號輸入端口，所述強度型光調制器控制單元用于控制強度型光調制器(104)線性工作；所述電動光纖延遲線(201)包括兩個相對距離可變的自聚焦透鏡；所述電控壓電陶瓷光纖延遲線(109)包括伸縮量和折射率隨壓電陶瓷電壓規律變化的單模光纖。

【技術特征摘要】
1.一種微波移相器，其特征在于：所述微波移相器包括用于輸出偏振光的窄線寬分布式反饋激光器(101)；與窄線寬分布式反饋激光器(101)依次連接的用于耦合輸出光控制信號的保偏光纖耦合器(102)，用于將射頻輸入信號轉換為光載射頻信號的強度型光調制器(104)，用于耦合輸出光控制信號的單模光纖耦合器(106)，磁光開關(108)；與所述磁光開關(108)并聯連接的電動光纖延遲線(201)及電控壓電陶瓷光纖延遲線(109)；與所述電動光纖延遲線(201)及電控壓電陶瓷光纖延遲線(109)共同連接的單模光纖耦合器(202)；與所述單模光纖耦合器(202)連接的用于相移信號光電轉換的高速光電探測器(203)；所述微波移相器還包括與強度型光調制器(104)連接的強度型光調制器控制單元及射頻信號輸入端口，所述強度型光調制器控制單元用于控制強度型光調制器(104)線性工作；所述電動光纖延遲線(201)包括兩個相對距離可變的自聚焦透鏡；所述電控壓電陶瓷光纖延遲線(109)包括伸縮量和折射率隨壓電陶瓷電壓規律變化的單模光纖。2.根據權利要求1所述的基于光電互轉裝置的微波移相器，其特征在于：所述強度型光調制器控制單元包括調制器驅動器(105)，與所述調制器驅動器(105)連接的光電探測器(103...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：張家港市歐微自動化研發有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32