一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构的制作方法

本发明涉及微波光子，具体涉及一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，适用于小型化的宽带电子战、通信、雷达和测控等系统的信号接收。

背景技术：

1、本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

2、在现代战争中，信息化作战的重要性日渐提升，以雷达、电子战、通信、导航等为代表的军用电子信息系统相互博弈，因此对系统的能力需求持续提升；并且，伴随着新的作战模式的不断出现，军用电子信息系统的发展理念不断变革；从未来信息化作战的能力需求来看，阵列化、宽带化和小型化是下一代军用电子信息系统的发展趋势。

3、微波光子技术是一门将微波信号变换到光学域中，通过光学的方法实现信号的产生、分配、控制、处理等过程的交叉学科；与传统的微波和数字处理技术相比，光学处理具有宽带性、高速性、并行性、小巧性、电磁兼容性和抗干扰性等一系列优势；微波光子处理的以上优势为下一电子信息系统的跨越式综合性能提升提供了重要实现途径。

4、现有微波光子电子战侦察系统一般由天线孔径、微波光子接收通道、光学波束网络、光电转换等部分构成。其中微波光子接收通道用于将微波信号转换到光学域上供后续光学处理；目前，微波光子接收孔径普遍采用阵列天线与微波通道、电光转换单元分离式设计，功耗大的激光源与电光强度调制器(或直接调制激光器)以独立的模块或分机封装形式安装于阵列天线后端，天线与接收通道之间通过大量电缆及光缆实现信号的互联；这种设计构成的系统无论是集成形式还是连接方式都存在极大的空间浪费，限制了微波光子接收孔径在小型化平台的应用，同时带来了可靠性、环境适应性方面的不足；因此用微波通道、电光转换单元与天线孔径紧耦合的高集成度微波光子接收孔径已经成为实现未来军用电子信息系统性能提升的重要途径；然而，激光源等器件极高的热流密度制约了接收孔径的小型化设计；同时，军用电子信息系统越来越多采用大阵列体制来提高系统灵敏度，阵列规模的扩展进一步增加了微波光子接收孔径散热压力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有技术中存在的问题，提供了一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，其利用射频与光纤接口对称设计的小型化电光调制器实现与小间距组阵的宽带阵列天线或射频通道的无电缆互插，并通过将发热量大的激光器外置于室内或其他散热条件良好的区域，克服了因激光器引入的高热流密度而难以小型化集成的难题，极大程度的降低了天线阵列上电光转换单元的体积、重量与功耗，从而实现了阵列化集成微波光子接收孔径的小型化、集成化设计，拓展微波光子技术向小型车辆、机载、无人机、微纳卫星等小型化平台的应用；且可用于测控、通信、雷达、电子对抗等领域中对宽带射频及毫米波等信号的微波光子阵列化接收系统，从而解决了上述问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，包括：

4、宽带阵列天线，所述宽带阵列天线的输出端口为直插式接口；

5、电光混合传输通道，所述电光混合传输通道通过直插的方式安装在宽带阵列天线的后端；

6、波分合路与放大单元，所述波分合路与放大单元的光纤与电光混合传输通道的输出光纤连接，使波分合路与放大单元安装在电光混合传输通道后端；

7、阵列激光器，所述阵列激光器设置于散热条件良好的位置，通过光纤将激光信号输出至电光混合传输通道的输入光纤接口。

8、进一步地，所述电光混合传输通道，包括：

9、射频信号接收通道和电光调制器。

10、进一步地，所述宽带阵列天线的直插式接口通过直插的方式插入射频信号接收通道的输入端口，将射频信号接收通道安装在宽带阵列天线后端；

11、电光调制器，所述电光调制器的射频输入端口通过直插的方式接入射频信号接收通道的输出端口，电光调制器的输入与输出光纤设置在与射频输入端口成180°的对侧。

12、进一步地，所述波分合路与放大单元的光纤与电光调制器的输出光纤连接，使波分合路与放大单元安装在电光调制器后端；

13、所述阵列激光器通过光纤将激光信号输出至电光调制器的输入光纤接口。

14、进一步地，所述射频信号接收通道安装在宽带阵列天线后端，并通过紧固件固定。

15、进一步地，所述射频信号接收通道的输入端口间距与宽带阵列天线输出端口间距相同。

16、进一步地，所述散热条件良好的位置，包括：

17、阵列化宽带集成微波光子接收孔径散热条件良好的位置或阵列化宽带集成微波光子接收孔径以外的位置。

18、进一步地，所述电光调制器为单通道调制器或多通道集成调制组件。

19、进一步地，所述电光调制器为单通道调制器；

20、所述射频输入端口位于电光调制器的左侧端面上，所述输入、输出光纤位于电光调制器的右侧端面上，光路在电光调制器内部调转180°，输出光纤尾纤或直接耦合出射。

21、进一步地，所述电光调制器为多通道集成调制组件；

22、在同一个腔体中封装了射频信号接收通道与电光调制器，二者之间通过微带电路实现信号互联，在一个组件内部实现射频信号接收通道与电光调制器的全部功能。

23、与现有的技术相比本发明的有益效果是：

24、一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，包括：宽带阵列天线，所述宽带阵列天线的输出端口为直插式接口；电光混合传输通道，所述电光混合传输通道通过直插的方式安装在宽带阵列天线的后端；波分合路与放大单元，所述波分合路与放大单元的光纤与电光混合传输通道的输出光纤连接，使波分合路与放大单元安装在电光混合传输通道后端；阵列激光器，所述阵列激光器设置于散热条件良好的位置，通过光纤将激光信号输出至电光混合传输通道的输入光纤接口；其实现超宽带电磁信号接收与处理、阵列孔径小型化、集成化；且低功耗，热流密度小；其在雷达、电子战、通信等领域阵列化微波光子接收系统中具有重要意义和应用价值。

技术特征：

1.一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，其特征在于，所述电光混合传输通道，包括：

3.根据权利要求2所述的一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，其特征在于，所述宽带阵列天线(101)的直插式接口通过直插的方式插入射频信号接收通道(102)的输入端口，将射频信号接收通道(102)安装在宽带阵列天线(101)后端；

4.根据权利要求3所述的一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，其特征在于，所述波分合路与放大单元(105)的光纤与电光调制器(103)的输出光纤连接，使波分合路与放大单元(105)安装在电光调制器(103)后端；

5.根据权利要求3所述的一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，其特征在于，所述射频信号接收通道(102)安装在宽带阵列天线(101)后端，并通过紧固件固定。

6.根据权利要求3所述的一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，其特征在于，所述射频信号接收通道(102)的输入端口间距与宽带阵列天线(101)输出端口间距相同。

7.根据权利要求1所述的一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，其特征在于，所述散热条件良好的位置，包括：

8.根据权利要求3所述的一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，其特征在于，所述电光调制器(103)为单通道调制器或多通道集成调制组件。

9.根据权利要求8所述的一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，其特征在于，所述电光调制器(103)为单通道调制器；

10.根据权利要求8所述的一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，其特征在于，所述电光调制器(103)为多通道集成调制组件；

技术总结
本发明公开了一种阵列化宽带集成微波光子接收孔径的实现结构，涉及微波光子技术领域，包括：宽带阵列天线、电光混合传输通道、波分合路与放大单元、阵列激光器；所述宽带阵列天线的输出端口为直插式接口；所述电光混合传输通道通过直插的方式安装在宽带阵列天线的后端；所述波分合路与放大单元的光纤与电光混合传输通道的输出光纤连接，使波分合路与放大单元安装在电光混合传输通道后端；所述阵列激光器设置于散热条件良好的位置，通过光纤将激光信号输出至电光混合传输通道的输入光纤接口；本发明，可实现阵列化宽带集成微波光子接收孔径的小型化、集成化，同时解决了传统技术难以解决的散热难题。

技术研发人员：徐嘉鑫,周涛,李睿,龙敏慧,陈智宇,王明扬,蔚增禧
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十九研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14