一种适用于雷达目标模拟器的可调光纤延时模块
阅读说明：本技术 一种适用于雷达目标模拟器的可调光纤延时模块 (Adjustable optical fiber time delay module suitable for radar target simulator ) 是由 于成龙 刘淑霞 张晋顼 张昭 于 2021-08-20 设计创作，主要内容包括：一种适用于雷达目标模拟器的可调光纤延时模块,包括接收雷达射频信号并将其输出至射频光发射组件内的限幅低噪声放大器,射频光发射组件对雷达射频信号进行电光转换并将转换后的信号传输至可调光纤延时组件,可调光纤延时组件内设置有五种延时时间,光信号的延时时间通过切换可调光纤延时组件内的延时时间链路进行更改和调节,可调光纤延时组件对光信号进行延时并将延时后的光信号传输至射频光接收组件,射频光接收组件将光电转换后的信号输出至用于保证在不同延时时间链路增益保持一致放大衰减组件；本发明工作温度范围宽,延时时间稳定,延时可调,切换时间短且延时精度高,传输雷达射频信号的频率高、带宽较宽。(An adjustable optical fiber delay module suitable for a radar target simulator comprises an amplitude limiting low-noise amplifier, a low-noise amplifier and an adjustable optical fiber delay assembly, wherein the amplitude limiting low-noise amplifier receives radar radio-frequency signals and outputs the radar radio-frequency signals to the radio-frequency light emitting assembly, the radio-frequency light emitting assembly carries out electro-optical conversion on the radar radio-frequency signals and transmits the converted signals to the adjustable optical fiber delay assembly, five delay times are arranged in the adjustable optical fiber delay assembly, the delay time of the optical signals is changed and adjusted by switching a delay time link in the adjustable optical fiber delay assembly, the adjustable optical fiber delay assembly delays the optical signals and transmits the delayed optical signals to a radio-frequency optical receiving assembly, and the radio-frequency optical receiving assembly outputs the signals after the electro-optical conversion to an amplifying and attenuating assembly for ensuring that gains of links at different delay times are kept consistent; the invention has wide working temperature range, stable time delay, adjustable time delay, short switching time, high time delay precision, high frequency for transmitting radar radio frequency signals and wider bandwidth.)
技术领域
本发明属于雷达系统领域，特别涉及一种适用于雷达目标模拟器的可调光纤延时模块。
背景技术
如今雷达技术发展极为迅速，随着国际局势的发展以及战场的需要，雷达的研制周期被限制得越来越短。但是在雷达系统的外场试验中，各种不确定的自然因素极大的阻碍了雷达的测试过程，而雷达目标模拟器的应用大大加快了雷达系统的研制进度，促进了雷达领域的快速成长，并大量节省了相关测试资源是维修人员平时进行雷达检测的一个重要的辅助工具和训练雷达操作员的重要仿真设备。
雷达目标模拟器用于产生和雷达信号波形相关的射频信号，核心是对雷达发射的射频信号进行适当的时间延时，然后发送回雷达，以供雷达使用，雷达使用该信号完成系统目标检测、测距精度、测角精度、目标跟踪功能的测试。时间延时的方式目前采用的为声表面波延时线，其利用沿弹性固体表面传播的表面波进行信号传输，延时时间的长短取决于传声介质的长度。目前利用雷达目标模拟器对对雷达发射的射频信号进行适当的时间延时存在以下缺点：1)声表面波器件受温度影响大，工作温度范围受限，难以实现稳定的长时间延时：2)延时时间固定，不能更改和调节；3)延时精度低，通常为us量级；4)传输的雷达射频信号带宽窄，大概在1GHz左右；5)电隔离性能相对不高，对大带宽高频段的雷达射频信号不适用。
发明内容
为了克服现有不足，本发明的目的在于提出一种将雷达射频信号的延时通过电光、光电转换搬移到光域来实现并能够对信号实现0us、10us、30us、60us和130us五种延时随意切换的可调光纤延时模块。
本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种适用于雷达目标模拟器的可调光纤延时模块，其特征在于：包括
限幅低噪声放大器：用于接收雷达射频信号并对对雷达射频小功率信号进行射频放大、对大功率的信号进行限幅并将雷达射频信号输出至射频光发射组件内；
射频光发射组件：用于对从限幅低噪声放大器传输过来的雷达射频信号进行电光转换，将雷达射频信号转换为加载有射频信号的光信号并将光信号传输至可调光纤延时组件；
可调光纤延时组件：用于对从射频光发射组件传输过来的光信号进行延时并将延时后的光信号传输至射频光接收组件，可调光纤延时组件内设置有0us、10us、30us、60us和130us五种延时时间链路，光信号的延时时间通过切换可调光纤延时组件内的延时时间链路进行更改和调节；
射频光接收组件：用于对从可调光纤延时组件传输过来的光信号进行光电转换并将光电转换后的信号输出至放大衰减组件；
放大衰减组件：用于保证在不同延时时间链路增益保持一致，放大衰减组件有两个输出端，放大衰减组件第一输出端将雷达射频信号输出，放大衰减组件第二输出端与拨码开关相连；
拨码开关：分别与放大衰减组件和可调光纤延时组件相连，用于调节可调光纤延时组件内的延时时间链路的链路增益、实现0us、10us、30us、60us和130us五种延时时间链路的切换，保证在不同延时时间增益恒定。
进一步的，射频光发射组件和射频光接收组件内部集成高精度温度控制电路，控制精度在0.1℃以内，工作温度可以覆盖-55℃～+70℃。
进一步的，可调光纤延时组件包括光开关及相对应长度的延时光纤，可调光纤延时组件通过光开关及相应长度的延时光纤来实现5种延时的输出。
进一步的，光开关包括两个1×2第一光开关1和三个2×2第二光开关2且各个光开关的状态切换由单片机控制，通过2个1×2光开关和3个2×2光开关来控制0us、10us、30us、60us和130us延时时间链路之间的切换。
进一步的，可调光纤延时组件内0us、10us、30us、60us和130us延时时间链路之间的切换时间小于0.1ms，延时精度高。
进一步的，可调光纤延时组件内延时光纤为温度不敏感光纤，-55℃～+70℃范围内延时变化量小于3ns，完全满足雷达测试外场使用环境要求。
进一步的，可调光纤延时模块主体3包括前面板301、后面板302、两个侧面板303、顶板304以及底板305，两个侧面板303上均安装有把手4，通过把手4方便对可调光纤延时模块主体3的搬运。
进一步的，可调光纤延时模块主体3的底板305和后面板302安装有支脚5，支脚5用于方便可调光纤延时模块主体3放置，同时还能对可调光纤延时模块主体3起到防护作用。
进一步的，前面板301上设置有射频接入口306、射频输出口307、交流电源接口308、电源指示灯、延时调节旋钮309和增益调节旋钮310；
进一步的，前面板301两侧还设置有防护座311，防护座311用于对射频接入口306、射频输出口307和交流电源接口308进行防护，避免出现磕碰接口的情况。
借由上述技术方案，本发明的优点是：
1、工作温度范围宽，延时时间稳定
本发明中射频光发射组件和射频光接收组件内部集成高精度温度控制电路，控制精度在0.1℃以内，工作温度可以覆盖-55℃～+70℃，模块内延时光纤为温度不敏感光纤，-55℃～+70℃范围内延时变化量小于3ns，可以完全满足雷达测试外场使用环境要求；
2、延时可调，切换时间短
本发明通过光开关及相应长度的延时光纤来实现0us、10us、30us、60us、130us等5种延时的随意切换输出，切换时间小于0.1ms；
3延时精度高
本发明通过控制光纤的精度保证延时精度，光纤的裁剪和熔接精度可以达到10mm，对应延时精度为50ps，相比于声波表面延时线，延时精度提高近2000倍；
4、传输雷达射频信号的频率高、带宽较宽。
可调光纤延时模块采用的调制方式为强度调制，内部的射频光发射组件和光接收组件传输频率可以覆盖2GHz～18GHz，完全可以覆盖目前军用雷达频段需求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一种适用于雷达目标模拟器的可调光纤延时模块的原理框图；
图2是图1中可调节光纤延时组件的原理框图；
图3是本发明一种适用于雷达目标模拟器的可调光纤延时模块的外形立体图；
图4是图3的正视图；
图5是图3的俯视图。
【附图标记】
1-第一光开关，2-第二光开关，3-可调光纤延时模块主体，301-前面板，302-后面板，303-侧面板，304-顶板，305-底板，306-射频接入口，307-射频输出口，308-交流电源接口，309-延时调节旋钮，310-增益调节旋钮，311-防护座，4-把手，5-支脚。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种适用于雷达目标模拟器的可调光纤延时模块其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1至图5，一种适用于雷达目标模拟器的可调光纤延时模块包括限幅低噪声放大器、射频光发射组件、可调光纤延时组件、射频光接收组件、放大衰减组件、拨码开关，限幅低噪声放大器的输出端与射频光发射组件的输入端相连，雷达射频信号输入进限幅低噪声放大器内然后通过限幅低噪声放大器输出至射频光发射组件内，限幅低噪声放大器用于对雷达射频小功率信号进行射频放大，同时还能够对大功率的信号进行限幅且最大限幅功率为2W，能够防止设备及系统损坏。射频光发射组件的输出端与可调光纤延时组件的输入端相连，射频光发射组件用于对雷达射频信号进行电光转换，射频光发射组件将雷达射频信号转换为加载有射频信号的光信号。可调光纤延时组件内设置有0us、10us、30us、60us和130us五种延时时间链路，可调光纤延时组件对加载有射频信号的光信号进行延时，且加载有射频信号的光信号的延时时间可以通过切换可调光纤延时组件内的延时时间链路进行更改和调节，延时时间链路的切换通过拨码开关实现，雷达射频信号在射频光发射组件内经过电光转换为加载有射频信号的光信号后进入可调光纤延时组件内并在可调光纤延时组件内进行延时。
可调光纤延时组件的输出端与射频光接收组件的输入端相连，射频光接收组件的输出端与放大衰减组件的输入端相连，射频光接收组件用于对加载有射频信号的光信号进行光电转换，加载有射频信号的光信号被转换为雷达射频信号，光电转换后的雷达射频信号输出至放大衰减组件，放大衰减组件用于保证在不同延时时间链路增益保持一致，解决由于不同长度的延时光纤带来的损耗不一样的问题；放大衰减组件有两个输出端，放大衰减组件第一输出端将雷达射频信号输出，放大衰减组件第二输出端与拨码开关相连，拨码开关还与可调光纤延时组件相连，通过拨码开关可调节可调光纤延时组件内的延时时间链路的链路增益，保证在不同延时时间增益恒定。
射频光发射组件和射频光接收组件内部集成高精度温度控制电路，控制精度在0.1℃以内，工作温度可以覆盖-55℃～+70℃。
请参阅图2，可调光纤延时组件包括光开关及相应长度的延时光纤，光开关包括两个1×2第一光开关1和三个2×2第二光开关2且各个光开关的状态切换由单片机控制，可调光纤延时组件通过选用光开关及相应长度的延时光纤来实现5种延时的输出，即通过2个1×2光开关和3个2×2光开关来控制0us、10us、30us、60us和130us延时时间链路之间的切换，切换时间小于0.1ms，延时精度高。可调光纤延时组件内延时光纤为温度不敏感光纤，-55℃～+70℃范围内延时变化量小于3ns，可以完全满足雷达测试外场使用环境要求，通过控制光纤的精度保证延时精度，光纤的裁剪和熔接精度可以达到10mm，对应延时精度为50ps，相比于声波表面延时线，延时精度提高近2000倍。
可调光纤延时模块采用的调制方式为强度调制，模块内部的射频光发射组件和光接收组件传输频率可以覆盖2GHz～18GHz，传输雷达射频信号的频率高、带宽宽，完全可以覆盖目前军用雷达频段需求。
请参阅图3至图5，一种适用于雷达目标模拟器的可调光纤延时模块结构形式为台式，包括可调光纤延时模块主体3，本实施例中可调光纤延时模块主体3尺寸(长×宽×高)为：420×300×130mm，在本发明的其他实施例中可调光纤延时模块主体3尺寸可以根据实际情况进行设定。可调光纤延时模块主体3包括前面板301、后面板302、两个侧面板303、顶板304以及底板305，两个侧面板303上均安装有把手4，通过把手4方便对可调光纤延时模块主体3的搬运。可调光纤延时模块主体3的底板305和后面板302安装有支脚5，支脚5用于方便可调光纤延时模块主体3放置，同时还能对可调光纤延时模块主体3起到防护作用。前面板301上设置有射频接入口306、射频输出口307、交流电源接口308、电源指示灯、延时调节旋钮309和增益调节旋钮310；前面板301两侧还设置有防护座311，防护座311用于对射频接入口306、射频输出口307和交流电源接口308进行防护，避免出现磕碰接口的情况。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
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