一种毫米波光纤步进延时组件的制作方法

文档编号:14478165
研发日期:2018/5/19

本实用新型涉及毫米波延时传输领域,特别是涉及一种毫米波光纤步进延时组件。



背景技术:

目前,对毫米波光纤延时传输的应用越来越广泛,对步进延时的要求也越来越精确,而现目前采用的传输只能单独输出,不能将毫米波信号在步进延时状态下快速任意切换输出,无法保证输出的精确步进量,而想要满足这些要求,又会导致传输过程中的不稳定,无法自动控制功率和温度,没有制冷和加热的功效,无法保证输出的光波长的稳定性,整个传输过程会造成大量的射频损耗,影响传输效果。



技术实现要素:

针对上述现有技术中的不足之处,本实用新型旨在提供一种毫米波光纤步进延时组件,将整个步进延时组件小型化的同时保证步进量的精确,通过混合光电集成的方式,完成宽带毫米波信号的七位等步进延迟状态的产生和任意状态高速切换输出,保证传输的稳定行和精确度,将射频损耗降至最低。

为实现上述目的,本实用新型的技术方案:

一种毫米波光纤步进延时组件,包括依次连接的光发射单元、光延时网络单元、光接收单元,所述光延时网络单元包括1×2光开关、2×2光开关、传输光纤,其中,

所述1×2光开关设置为两个,分别为第一1×2光开关、第二1×2光开关,所述2×2光开关设置为多个,所述光发射单元输出端连接所述第一1×2光开关,所述第一1×2光开关、多个所述2×2光开关、第二1×2光开关依次通过多段所述传输光纤连接,多个所述传输光纤沿所述光发射单元的光信号传输方向依次长度为28.57×2n-1Ps,其中n为当前段落数,所述第二1×2光开关连接所述光接收单元输入端。

本实用新型的有益效果:与现有技术相比,本实用新型一种毫米波光纤步进延时组件,设置自动功率控制电路、自动温度控制电路,实现对功率自动调节功能,对芯片温度自动调节控制功能,保证稳定性,设置偏压电路保证输出信号的质量在不同环境温度下都可控制,使调制器稳定工作,采用不同等级传输光纤实现要求的等步进量延时传输。

附图说明

图1是本实用新型的组件结构示意图。

附图中1-光发射单元;2-光延时网络单元;3-光接收单元;101-激光器; 102-电光调制器;103-信号发射装置;201-第一1×2光开关;202-2×2光开关; 203-传输光纤;204-第二1×2光开关;301-光电探测器;302-LNA;303-信号输出端口。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本实用新型。

如图1所示,本实用新型一种毫米波光纤步进延时组件,包括包括依次连接的光发射单元1、光延时网络单元2、光接收单元3,所述光延时网络单元2包括1×2光开关、2×2光开关202、传输光纤203,其中,

所述1×2光开关设置为两个,分别为第一1×2光开关201、第二1×2光开关204,所述2×2光开关202设置为多个,所述光发射单元1输出端连接所述第一1×2光开关201,所述第一1×2光开关201、多个所述2×2光开关202、第二1×2光开关204依次通过多段所述传输光纤203连接,多个所述传输光纤 203沿所述光发射单元1的光信号传输方向依次长度为28.57×2n-1Ps,其中n为当前段落数,所述第二1×2光开关201连接所述光接收单元3输入端,其中Ps 为时延精度单位,定义时延以ns为单位,则为1/10ns,即100Ps。

进一步的,所述光发射单元1包括激光器101、电光调制器102、信号发射装置103,所述激光器101输出端连接所述电光调制器102第一输入端,所述电光调制器102输出端连接所述第一1×2光开关201,所述信号发射装置103连接所述电光调制器102第二输入端,其中,为保证调制信号的质量,激光器采用大功率、低噪声的DFB激光器,电光调制器采用低插损、低半波电压的LiNbO3 电光调制器。

进一步的,所述光接收单元3包括光电探测器301、LNA302、信号输出端口 303,所述光电探测器301输出端连接所述LNA302输入端,所述LNA302输出端连接所述信号输出端口303,即光接收单元3由光电探测器和低噪放构成,光电探测器负责将经过延时的光信号解调为电信号,低噪放负责补偿光电/电光转换和光路插损带来的射频损耗,使整个链路的射频插入损耗不大于3dB。

进一步的,所述2×2光开关202设置为六个,因此可以实现128种组合方式,即对输入的毫米波信号进行7bit(128态)等步进延时状态的快速切换输出。

进一步的,光延时网络单元2中由2个1×2光开关和6个2×2光开关以及7段长度不等的光纤构成,以保证实现128种(7bit)延时状态的切换。其中光开关1为1×2的光开关,光开关2为2×2的光开关,它们之间有两段延时差为28.57ps的光纤;光开关2和光开关3之间有两段延时差为28.57× 21=57.14ps的光纤,光开关3和光开关4之间有两段延时差为28.57× 22=114.28ps的光纤以此类推;光开关7和光开关8之间有两段延时差为28.57 ×26=1828.48ps的光纤,这样就可以保证系统要求的28.57ps的步进量。

进一步的,所述激光器101设有自动功率控制电路板、自动温度控制电路板。其中,所述自动功率控制电路板,激光器背向输出的光功率,经激光器内部集成的探测器检测得到光电流,由运算放大器构成的跨阻放大器将电流转化成相应的电压信号,电压信号经过反相放大器进行反相变换,得到与基准电压同相的信号,差分放大器将该电压信号与基准电压进行误差比较放大,送入由晶体管组成的恒流源,恒流源负反馈调节激光器的驱动电流从而达到稳定控制激光器输出光功率。

所述自动温度控制电路板,激光器的输出波长会随激光器芯片工作温度的变化而变化,因此在激光器内集成有TEC对激光器芯片进行温度控制,以保证激光器输出波长的稳定,自动温度控制电路通过由热敏电阻构成的电桥将激光器芯片温度的变化转换为电流的变化,从而驱动激光器内集成的TEC芯片对激光器芯片进行相应的制冷和加热,保持激光器芯片温度的稳定,从而保持输出光波长的稳定。

进一步的,所述电光调制器102设有偏压电路控制器,由于所用的LiNbO3 光强度调制器是干涉仪的原理,干涉仪上下两臂相位差的不同,干涉输出的光信号也就不相同,而在实际的工程应用中调制器的偏置工作点所对应的电压并不是固定不变的,在不同的环境温度下,调制器的调制响应曲线会发生漂移,如果给调制器加一固定的偏置电压,调制器自身的工作状态将在不同的环境温度下发生剧烈的变化,因此必须对调制器的偏压进行控制,因为调制器工作在正交偏置点时,输出的平均光功率为最大传输点输出光功率的一半;因此借助调制器内集成的光电探测器所反馈的调制器输出光功率,与预设的半功率参考点进行比较,通过反馈控制可以使调制器稳定工作在正交偏置点。

进一步的,所述信号发射装置103输出信号频率30-40GHz,使整个工作频率范围在30-40GHz,保证瞬时带宽8GHz。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型实施例,在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

当前第1页1 2 3 
猜你喜欢
网友询问留言