CN116015472A - 基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准方法 - Google Patents
基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116015472A CN116015472A CN202211619275.4A CN202211619275A CN116015472A CN 116015472 A CN116015472 A CN 116015472A CN 202211619275 A CN202211619275 A CN 202211619275A CN 116015472 A CN116015472 A CN 116015472A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase
- calibration
- optical
- phased array
- array system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本申请提供基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准方法，方法包括：校准信号输入；以某一个通道作为基准通道，获取监测点其他通道相对于基准通道的校准信号的相位差信息；根据光学相控阵系统相位一致性的要求，确定其他通道相对于参考通道的相位补偿量；根据不同通道的相位补偿量，控制光相控阵系统中不同通道的微波移相器，光学延时线的偏移量，给出相应的补偿相应。本申请提供的方法可大幅度降低光学相控阵系统设计校准点前的通道相位一致性的特性要求。
Description
技术领域
本申请涉及光学相控阵系统多通道相位校准技术领域，特别涉及基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准方法。
背景技术
通道一致性检测及校准是光学相控阵系统的关键技术。大规模光相控阵系统中，为获得更好的多波束指向精度，需要对光相控阵系统的多个通道的相位进行检测及校准，确保光学相控阵系统的各通道间的相位一致性满足系统要求的范围内。
现有光学相控阵系统的通道相位一致性检测及校准技术是通过以某一通道为基准，通过在其他的多个通道内设置监测节点，利用矢量网络分析仪等设备对不同通道内的相位差信息进行调试和测量，并通过改变光学相控阵系统内的通道的延时长度等方法实现对不同通道的相位进行补偿，从而保证相位一致性满足系统要求。这种方式虽然能保证通道间的相位一致性，但是对系统硬件设计、生产过程控制和相位一致性指标调试要求很高，系统的成本和生产周期随着通道数量的增加将成倍增长，给光学相控阵系统设计、工程实现带来了极大的难度。
另外，对于光学相控阵系统来说，通道内的相关光学组件或者光纤容易受到外界环境或者温度的影响，且射频器件在不同通道内的相位也不能完全保持一致，从而影响到通道的相位一致性。
发明内容
本申请提供了基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准方法，可用于解决通道一致性的技术问题。
本申请提供基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准方法，包括：
第一步：校准信号输入：
在光学相控阵系统中，校准源作为参考信号，每个通道都输入校准信号，通过监测不同通道的校准信号的相位差的变化，表征光学相控阵系统中微波链路和光链路的不同通道的相位差的变化；
第二步：以某一个通道作为基准通道，获取监测点其他通道相对于基准通道的校准信号的相位差信息；
第三步，根据光学相控阵系统相位一致性的要求，通高精度相位差检测得到不同通道相对于校准通道的相位差，根据
计算，确定其他通道相对于参考通道的时域补偿量，从而得到相位补偿量；
第四步，根据不同通道的相位补偿量，控制光相控阵系统中微波链路与光链路的移相器和光延时线，给出补偿响应。
第五步，微波链路相位校准处理单元和光链路相位校准处理单元分别实时动态检测微波链路和光链路的相位差偏移量，并实时动态给出响应，从而保证光学相控阵系统整个链路的相位一致性。
可选的，方法通过基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准系统实现，系统包括：微波链路相位校准处理模块和光链路相位校准处理模块，其中微波链路相位校准处理模块包括微波链路相位校准处理单元，校准源，高精度鉴相模块及移相器；光链路相位校准处理模块包括光链路相位校准处理单元，光链路校准源，相位差检测模块，光延时线及网络模块。
本申请提供的方法，可大幅度降低光学相控阵系统设计校准点前的通道相位一致性的特性要求，不需要进行特别的相位一致性调试，极大降低工作量，且可在线监测不同通道内的相位差信息，具备在线监测与校准的功能。本发明可实现光学相控阵系统8GHz—12GHz内的射频信号的相位一致性满足±10°，相位时域补偿精度优于0.5ps。
附图说明
图1为本申请实施例提供的光学相控阵系统通道一致性校准方法原理框图；
图2为本申请实施例提供的光链路中通道一致性校准方法原理框图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
下面首先结合附图对本申请实施例进行介绍。
本申请光学相控阵总通道数量为N，有N路信号输入，N路信号输出，以及校准信号输入；
分别在微波链路和光链路中的每一通道设置一个校准源馈入点。其中，以光链路相位校准为例：在光链路中，以通道1为基准通道，在系统不同通道内设置多个校准点，在通道内建立多个具备反馈机制的相位校准点，通过高精度相位差检测，去计算处理其他通道与基准通道的在多级校准点之前的相位差，在光学波束形成模块采用光纤延时线，从而动态调整不同校准点之间的信号时域上时长，从而改变不同校准点之间的相位。另外，校准网络可通过搭建高速网络接口，将不同通道内的相位差信息发送至客户端，使其具备在线监测与校准的功能。
系统工作时，信号输入到信号输出的通道相位一致性受从信号输入端到校准信号输入点的相位一致性和校准信号输入点到信号输出端的相位一致性两部分影响。
对于光学相控阵系统来说，从信号输入端到校准信号输入之间的通道比较简单，参考信号输入点到信号输出端之间的通道复杂，涉及的光学组件，光网络等控制环节多，一般通过设计校准网络对其相位一致性进行校准。
本申请提供的方法包括：
第一步：校准信号输入：
在光学相控阵系统中，校准源作为参考信号，每个通道都输入校准信号，通过监测不同通道的校准信号的相位差的变化，表征光学相控阵系统的不同通道的相位差的变化；
第二步：以某一个通道作为基准通道，获取监测点其他通道相对于基准通道的校准信号的相位差信息；
第三步，根据光学相控阵系统相位一致性的要求，通高精度相位差检测得到不同通道相对于校准通道的相位差，确定其他通道相对于参考通道的时域补偿量，从而得到相位补偿量；
第四步，根据不同通道的相位补偿量，控制光相控阵系统中微波链路与光链路的移相器和光延时线，给出补偿响应。
第五步，微波链路相位校准处理单元和光链路相位校准处理单元分别实时动态检测微波链路和光链路的相位差偏移量，并实时动态给出响应，从而保证光学相控阵系统整个链路的相位一致性。
本申请提供的方法通过基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准系统实现，系统包括：微波链路相位校准处理模块和光链路相位校准处理模块，其中微波链路相位校准处理模块包括微波链路相位校准处理单元，校准源，高精度鉴相模块及移相器；光链路相位校准处理模块包括光链路相位校准处理单元，光链路校准源，相位差检测模块，光延时线及网络模块。
以光链路相位校准实施为例，如图2所示，为了实现对光学相控阵系统的多通道相位校准与补偿，采用1.3GHz的单点频信号(功率0dBm)作为参考信号源，将参考信号与射频信号通过合路器共同调制在电光调制器中，射频信号与参考信号均通过光纤传输，在光纤传输通道中接入高精度可调光学延时线，利用功分器将探测器输出的信号解调出来，通过带通滤波器将参考信号滤除，主控模块通过高精度鉴相模块检测经过传输调制后的不同通道之间的参考信号的相位误差，并通过高精度可调光延时线实现参考信号的相位精度，由于射频信号与参考信号存在着关联关系，通过保证参考信号的相位稳定性从而实现射频信号的相位温度与校准。
本申请提供的方法，可大幅度降低光学相控阵系统设计校准点前的通道相位一致性的特性要求，不需要进行特别的相位一致性调试，极大降低工作量，且可在线监测不同通道内的相位差信息，具备在线监测与校准的功能。本发明可实现光学相控阵系统8GHz—12GHz内的射频信号的相位一致性满足±10°，相位时域补偿精度优于0.5ps。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
Claims (2)
1.基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准方法，其特征在于，所述方法包括：
第一步：校准信号输入：
在光学相控阵系统中，校准源作为参考信号，每个通道都输入校准信号，通过监测不同通道的校准信号的相位差的变化，表征光学相控阵系统的不同通道的相位差的变化；
第二步：以某一个通道作为基准通道，获取监测点其他通道相对于基准通道的校准信号的相位差信息；
第三步，根据光学相控阵系统相位一致性的要求，通高精度相位差检测得到不同通道相对于校准通道的相位差，确定其他通道相对于参考通道的时域补偿量，从而得到相位补偿量；
第四步，根据不同通道的相位补偿量，控制光相控阵系统中微波链路与光链路的移相器和光延时线，给出补偿响应。
第五步，微波链路相位校准处理单元和光链路相位校准处理单元分别实时动态检测微波链路和光链路的相位差偏移量，并实时动态给出响应，从而保证光学相控阵系统整个链路的相位一致性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法通过基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准系统实现，系统包括：微波链路相位校准处理模块和光链路相位校准处理模块，其中微波链路相位校准处理模块包括微波链路相位校准处理单元，校准源，高精度鉴相模块及移相器；光链路相位校准处理模块包括光链路相位校准处理单元，光链路校准源，相位差检测模块，光延时线及网络模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211619275.4A CN116015472A (zh) | 2022-12-14 | 2022-12-14 | 基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211619275.4A CN116015472A (zh) | 2022-12-14 | 2022-12-14 | 基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116015472A true CN116015472A (zh) | 2023-04-25 |
Family
ID=86024052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211619275.4A Pending CN116015472A (zh) | 2022-12-14 | 2022-12-14 | 基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116015472A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116760437A (zh) * | 2023-08-17 | 2023-09-15 | 四川省华盾防务科技股份有限公司 | 应用于相控阵系统的宽带微波收发控制方法及系统 |
| CN117170156A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 赛丽科技(苏州)有限公司 | 含反向耦合器的光学相控阵芯片、系统与校准方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104467927A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-03-25 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 一种用于补偿接收信道相位的方法及装置 |
| CN110266421A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-09-20 | 武汉能钠智能装备技术股份有限公司 | 多通道同步采集相位校准系统及方法 |
| CN110752876A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-04 | 扬州船用电子仪器研究所(中国船舶重工集团公司第七二三研究所) | 一种长距离分布式大动态微波光纤稳相传输系统和方法 |
| CN111245529A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-06-05 | 成都坤恒顺维科技股份有限公司 | 一种数字相控阵天线的相位校准方法及相控阵天线 |
| CN113093157A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-09 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 基于微波光子稳相传输链路的分布式接收阵列通道误差标定方法、系统 |
-
2022
- 2022-12-14 CN CN202211619275.4A patent/CN116015472A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104467927A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-03-25 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 一种用于补偿接收信道相位的方法及装置 |
| CN110266421A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-09-20 | 武汉能钠智能装备技术股份有限公司 | 多通道同步采集相位校准系统及方法 |
| CN110752876A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-04 | 扬州船用电子仪器研究所(中国船舶重工集团公司第七二三研究所) | 一种长距离分布式大动态微波光纤稳相传输系统和方法 |
| CN111245529A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-06-05 | 成都坤恒顺维科技股份有限公司 | 一种数字相控阵天线的相位校准方法及相控阵天线 |
| CN113093157A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-09 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 基于微波光子稳相传输链路的分布式接收阵列通道误差标定方法、系统 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116760437A (zh) * | 2023-08-17 | 2023-09-15 | 四川省华盾防务科技股份有限公司 | 应用于相控阵系统的宽带微波收发控制方法及系统 |
| CN116760437B (zh) * | 2023-08-17 | 2023-10-20 | 四川省华盾防务科技股份有限公司 | 应用于相控阵系统的宽带微波收发控制方法及系统 |
| CN117170156A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 赛丽科技(苏州)有限公司 | 含反向耦合器的光学相控阵芯片、系统与校准方法 |
| CN117170156B (zh) * | 2023-11-03 | 2024-02-09 | 赛丽科技(苏州)有限公司 | 含反向耦合器的光学相控阵芯片、系统与校准方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116015472A (zh) | 基于多级反馈机制的光学相控阵系统相位一致性校准方法 | |
| CN103501199A (zh) | 射频信号光纤稳相传输的相位调控装置及方法 | |
| CN104935535B (zh) | 一种自适应大调制带宽i/q调制误差数字补偿方法及系统 | |
| CN103490818B (zh) | 光纤时频传递中传输时延的补偿器及方法 | |
| CN103592639A (zh) | 基于光纤延迟系统的数字阵列雷达幅相监测与校准方法 | |
| CN107819516A (zh) | 多通道宽带微波光传输链路发射端稳相装置 | |
| CN110460379A (zh) | 一种多路射频信号自适应稳相稳幅光纤传输装置及方法 | |
| CN110190889A (zh) | 一种基于微波光子学的地面站系统的实现方法 | |
| CN111464241B (zh) | 提高微波信号到达角精度的测量系统及测量方法 | |
| CN117040575A (zh) | 一种多波长调制的相干光学接收多波束形成装置及方法 | |
| CN115225246B (zh) | 相位调制双向时间同步装置、方法和系统 | |
| CN116256704A (zh) | 基于器件模型的微波光子链路信号传输分析方法 | |
| CN212572555U (zh) | 一种光强度调制射频信号幅度测量电路 | |
| CN109714068A (zh) | 一种基于光处理技术的紧凑型宽带信道化接收机 | |
| CN112260759B (zh) | 一种双向同源相参微波光纤稳相传输系统 | |
| CN114784509A (zh) | 一种基于超高稳定多路光纤传输技术相位自适应稳定系统 | |
| CN111934842B (zh) | 一种电学稳相时钟分配系统及方法 | |
| CN114337825A (zh) | 一种往返变频式光纤微波频率传递系统及方法 | |
| CN212086198U (zh) | 一种自适应高精度光纤延时系统 | |
| CN110391894B (zh) | 同步系统的接收端、同步系统及粒子加速器 | |
| CN111884717B (zh) | 一种光强度调制射频信号幅度测量电路及测量方法 | |
| CN110247875A (zh) | 一种基于相干非线性合成的互调调幅调相发生方法和电路 | |
| CN110768918B (zh) | 一种实现相位噪声补偿的自由空间微波信号传输方法及传输系统 | |
| CN105071870A (zh) | 一种用于通道捷变差分测量的时隙设计方法 | |
| CN114070433B (zh) | 一种多通道收发组件移相转换时间测试系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |