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用于X波段相控阵天线的高速可调光纤延迟线

光通信技术 2013年第4期37卷 5-7页

作者：吴彭生谷一英程旭升许方星中国电子科技集团公司第三十八研究所合肥230088 大连理工大学物理与光电工程学院辽宁大连116024

设计并制作了一种用于X波段相控阵天线的5bit光纤延迟线,采用高速磁光开关和单模光纤级联组成。测试结果显示,该光纤延迟线可实现时间延迟量在0～1096ps范围内步进为35.4ps的任意可调,延迟精度小于±2ps,开关切换时间小于30μs。

关键词：光纤延迟线光开关延迟精度

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基于光纤光栅的5bit光纤延迟线研究

基于光纤光栅的5bit光纤延迟线研究

作者：李召电子科技大学

学位级别：硕士

近来，光纤延迟线作为相控阵雷达的延迟器件得到广泛研究。采用光纤延迟线的光控相控阵雷达相比于传统相控阵雷达，瞬时工作频率更高且其波束不会出现频率偏移。另外，光纤延迟线还有体积小，重量轻，无电磁干扰，损耗低和时间带宽积大... 详细信息

近来，光纤延迟线作为相控阵雷达的延迟器件得到广泛研究。采用光纤延迟线的光控相控阵雷达相比于传统相控阵雷达，瞬时工作频率更高且其波束不会出现频率偏移。另外，光纤延迟线还有体积小，重量轻，无电磁干扰，损耗低和时间带宽积大等优点。利用光开关、棱镜或者反射镜为光波选择路径可以实现光纤延迟线，这种结构的光纤延迟线延迟精度高但体积较大。色散光纤或者光纤光栅可以通过对光波波长的选择实现光纤延迟线，这种结构的光纤延迟线延迟步长小，但其结构是全光纤的，体积更小且损耗更低。本文主要研究光纤光栅型光纤延迟线。在文中首先介绍了延迟线原理、延迟时间构成及国内外对光纤延迟线的研究情况。然后，构造了基于光纤光栅的5bit光纤延迟线结构，并对光纤光栅理论进行分析。利用经典的光纤光栅耦合模理论对其反射光谱、延迟曲线以及传输特性进行分析和仿真。分析指出光纤光栅光谱性质和传输性质与光纤光栅长度、折射率调制深度、切趾和啁啾有关。最后优化设计了一种利用快速可调激光器调谐波长变化、通过光开关控制的啁啾光栅并联结构，实现基于光纤光栅的5bit光纤延迟线。在本文最后，通过Optisystem对基于啁啾光栅的5bit光纤延迟线进行仿真，并利用时域波形法在Matlab中计算了各个延迟状态的光脉冲延迟时间。选用长18.75mm、中心反射频率为193.4THz、光栅周期线性参数为0.005μm的啁啾光栅，利用参数为0.3的高斯函数进行切趾。当光源脉冲为脉宽50ps、脉冲中心频率为193.1THz、193.2THz…193.8THz时，光脉冲在啁啾光栅中能有效反射，反射光功率较大。整个基于啁啾光栅的5bit光纤延迟线的延迟步长为10ps，延迟精度为1.56ps。

关键词：光纤延迟线光纤光栅拓扑结构延迟精度

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数控实时延迟阵列设计

数控实时延迟阵列设计

作者：耿昭杰东南大学

学位级别：硕士

实时延迟线能够使信号延迟一段时间,从而满足系统对于信号时域和相位等方面的需求,因此被广泛应用于超宽带波束形成系统中,为信号提供实时的延迟补偿。随着对于相控阵雷达扫描角度更加精细化的需求,也对实时延迟线的延迟精度和延迟范围... 详细信息

实时延迟线能够使信号延迟一段时间,从而满足系统对于信号时域和相位等方面的需求,因此被广泛应用于超宽带波束形成系统中,为信号提供实时的延迟补偿。随着对于相控阵雷达扫描角度更加精细化的需求,也对实时延迟线的延迟精度和延迟范围提出了更高的要求。为了使实时延迟线更好地应用于超宽带发射机中,研究兼顾高延迟精度和宽延迟范围的多通道实时延迟阵列具有十分重要的意义。本文立足于延迟精度和延迟范围的指标要求,设计了一种数控可调的实时延迟阵列电路。延迟阵列具有四路输出,可以实现相邻通道间的固定相对延迟。延迟阵列分为3个模块:有源延迟单元级联构成的四通道阵列,2个数字控制电路和4个二选一数据选择器。延迟阵列采用压控调节的延迟单元,取代了传统的基于路径选择开关的调节方式。改进的延迟阵列结构降低了对于单元延迟的要求,并在延迟精度和延迟范围间达到平衡。有源延迟单元采用改进的电流缺乏型反相器结构,可以实现满摆幅的输出,同时具有较大的可调节延迟范围。延迟单元的控制电压由4位二进制数字控制电路产生,采用非线性电流型DAC结构构建,可以实现对相对延迟精度的线性调节。数据选择器由逻辑门构成,决定了阵列的最终输出,达到扩展相对延迟范围的目的。为了进一步简化电路结构,引入了延迟单元共享技术,使阵列中的延迟单元个数达到最简,有效降低了芯片面积。电路采用TSMC 40nm CMOS工艺进行版图设计,最终芯片面积为0.2576mm。后仿真结果表明,在TT工艺角下,延迟阵列的工作频段为0.5GHz～4GHz,相邻通道间可以实现1.46ps的相对延迟精度。在4位的二进制控制信号调节下,整个延迟阵列可以达到0～45.29ps的相对延迟范围。延迟阵列具有较高的延迟平坦度,相对延迟抖动小于1.71%,相邻通道间的相对延迟误差小于1.48%。对于阵元间距为5cm的相控阵天线而言,可以实现0.502°的扫描精度。电路的S11参数和S22参数均小于-10d B,输入和输出匹配良好。延迟阵列具有良好的幅频特性、群延迟特性和低的衰减特性。

关键词：波束形成延迟精度延迟阵列数字控制相对延迟

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用于X波段相控阵天线的高速可调光纤延迟线

中国新通信 2015年第19期17卷 124-125页

作者：袁陶五邑大学信息工程学院

通过设计用于X波段相控阵天线5bit光纤延长线研究,采用高速磁光开关和单模光纤级联组成。得出设计出的光纤延迟线可以实现延迟量在0~1096ps范围内步进35.4ps的任意可调。光纤延迟线系统在体积和重量上还没有达到集成化的目标,就地面天... 详细信息

通过设计用于X波段相控阵天线5bit光纤延长线研究,采用高速磁光开关和单模光纤级联组成。得出设计出的光纤延迟线可以实现延迟量在0~1096ps范围内步进35.4ps的任意可调。光纤延迟线系统在体积和重量上还没有达到集成化的目标,就地面天线系统而言可以接受。

关键词：光纤延迟线光开关延迟精度

440nm-665nm消色差二分之一波片的二元设计

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井冈山大学学报（自然科学版） 2019年第2期40卷 6-9,24页

作者：黄艳漳州职业技术学院电子工程学院福建漳州363000

为了设计适用于可见光波段的消色差二分之一波片,根据复合波片理论,选用石英和氟化镁材料利用最小二乘拟合法,设计出了440 nm～665 nm范围的消色差λ/2复合波片。理论研究和实验检测结果均表明,依据此方案设计的消色差λ/2复合波片相位... 详细信息

为了设计适用于可见光波段的消色差二分之一波片,根据复合波片理论,选用石英和氟化镁材料利用最小二乘拟合法,设计出了440 nm～665 nm范围的消色差λ/2复合波片。理论研究和实验检测结果均表明,依据此方案设计的消色差λ/2复合波片相位延迟精度可达λ/50,满足实际使用的需求。

关键词：应用光学消色差最小二乘法复合波片延迟精度

光纤耦合式太赫兹时域频谱系统中空间耦合效率的实验研究

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光学与光电技术 2018年第3期16卷 46-50,95页

作者：黎小姝王可嘉项飞荻黄倩刘劲松杨振刚汪盛烈华中科技大学光电国家实验室湖北武汉430074

为了解决光纤式太赫兹时域频谱系统中光学延迟线部分的延迟精度和耦合效率低的问题,提出了两种延迟线设计方案,保证延迟线光路的可行性。两种方案设计原理简单且成本低。分别由光纤激光器、准直器、四分之一波片以及金膜平面反射镜构成... 详细信息

为了解决光纤式太赫兹时域频谱系统中光学延迟线部分的延迟精度和耦合效率低的问题,提出了两种延迟线设计方案,保证延迟线光路的可行性。两种方案设计原理简单且成本低。分别由光纤激光器、准直器、四分之一波片以及金膜平面反射镜构成的光学系统和由光纤激光器、准直器以及直角棱镜构成的光学系统,介绍了延迟线整体的构成和基本原理。同时,根据项目的具体要求,关键光学器件主要适用于1 550nm的波长。在设计出光学延迟线以后,搭建光学系统,并对整个光路进行了测试和验证。实验结果表明:第一种方案较第二种方案耦合效率高,但第二种方案延迟精度高,稳定性好且可操作性强。

关键词：光学延迟线准直器耦合效率稳定性延迟精度