表一 5bit 光纖延遲線各級延遲量和對應(yīng)的光纖長度

二、實驗系統(tǒng)和測試結(jié)果

在光實時延遲線當(dāng)中光開光是最重要的器件，光開光的選擇有很多種，如果根據(jù)工作原理的不同可以分別劃分為非機械式開關(guān)和機械式開關(guān)，機械式開關(guān)主要依靠光學(xué)元件的空間位置的變化來改變光路，非機械是開關(guān)主要通過熱效應(yīng)、光電效應(yīng)得等來改變器件的折射率參數(shù)，從而是光路發(fā)生變化。根據(jù)我們的實驗，我們選擇使用高速磁光開光，因為它具有開光速度快，損耗低的特點。不需要持續(xù)的進行供電。按照描述的結(jié)構(gòu)，我們設(shè)計了一條以高速磁光開關(guān)的5bit 光纖延遲線模塊。工作的波長范圍是1525~1565nm; 光纖接口，以及模塊集成光開光驅(qū)動電路，LED 燈泡；Lab View 編程。

2.1 切換速度

觸發(fā)脈沖的前沿到開關(guān)完全完成狀態(tài)切換的這段時間我們認為這就是光開光切換的速度。光開光狀態(tài)可以使用輸出光功率來表示，我們通過使用雙通道示波器對開光的速度進行了測試，測試結(jié)果顯示，在電脈沖的驅(qū)動作用下，光開光一頭的輸出信號經(jīng)歷了有到無、無到有這樣的一個變化霍城，測試的結(jié)果證明切換的實踐t ＜ 30μs。

2.2 插入的損耗

光開關(guān)和光纖連接器的插損決定了光纖延遲線的損耗， 系統(tǒng)使用的光開光損耗都小于1dB ,5bit

2.3 延遲精度

我們使用的是相移法，通過使用在、矢量分析儀來測量光纖延遲線的延遲量，把光纖延遲線接到寬帶RoF 鏈路當(dāng)中， 測量這整個鏈路的延遲性，然后改變光纖延遲線的延遲量， 然后再測量這條鏈路延遲量的變化，兩者對比從而得到光纖延遲線的延遲量的曲線。

使用相移法理論上精度可以達到.5ps 以下，但是我們制作的5bit 光延遲量的曲線和誤差圖下圖所示，從這些圖看以看出，我們成功實現(xiàn)在在1~1096ps 延遲量范圍內(nèi)，步長為35.4 可以任意白哪壺，精度達到±2ps

三、天線方向圖仿真結(jié)果

為了測試我們設(shè)計出5bit 光纖延遲線的性能，我們把32 天線陣元當(dāng)做仿真對象，波束角度為450 。在0~1096ps 范圍內(nèi)進行34.5 的信號傳遞，在每個真元時間誤差為±2ps 內(nèi)，然后分別在9GHz 以及在10GHz 這兩個頻率進行天線的圖仿真。結(jié)果如圖1。

從圖中可以看出使用了光延遲線的陣列方向圖得到了明顯變化。

四、結(jié)束語

本文主要驗證了基于光開光高速可調(diào)5bit 光延遲線，雖然在體積和重量上面還沒有實現(xiàn)集成化的目標，但是對于地面天線系統(tǒng)來說完全可以接受。