[发明专利]光子晶体谐振腔树状结构波束形成网络芯片及其制备方法

说明书

本发明提供一种光子晶体谐振腔树状结构波束形成网络芯片其制备方法，涉及雷达领域。本发明公开了一种光子晶体谐振腔树状结构波束形成网络芯片，波束形成网络结构层，所述波束形成网络结构层包括入射耦合光栅、第一级至第N级光子晶体谐振腔组合、第一光波导至第N+1光波导、出射耦合光栅依次连接；每级光子晶体谐振腔组合支路数为前一级光子晶体谐振腔组合支路数的整数倍，两级光子晶体晶体谐振腔组合之间通过光波导连接。解决了现有技术中调节过程中需要大量光子晶体谐振腔，调节难度大的技术问题。本发明可以节省大量的光子晶体谐振腔，调节难度低，可用于雷达领域。

技术领域

本发明涉及一种网络芯片，具体涉及一种光子晶体谐振腔树状结构波束形成网络芯片其制备方法。

背景技术

相控阵雷达又称作相位阵列雷达，可通过改变雷达信号的相位来改变波束指向方向，与机械扫描雷达相比，相控阵雷达具有波束指向灵活、精度高、扫描效率高、自适应及抗干扰性能强、可靠性高等优点。随着军事科技的发展以及各类新型武器的出现，相控阵雷达需要提供尽可能大的瞬时带宽以提高其分辨率、识别能力及抗干扰能力；同时，为了提高相控阵雷达性能，需要在有限的空间、载荷重量以及功耗限制下，集成更多的天线阵元，这就对相控阵雷达的体积、重量以及功耗提出了更高的要求。

光子晶体及其相关延时器件是解决上述问题的有效途径：首先，以光作为媒介代替传统的电信号，实现波束形成网络系统从电向光的转变，可在雷达瞬时带宽方面实现质的飞跃；其次，光子晶体谐振腔基本尺寸在光的波长量级，使光子晶体谐振腔与光波导组成的芯片一般处于微米量级，光子晶体谐振腔与光波导组成的芯片可以实现光实时延时，可以作为天线阵元，因此光子晶体器件具有高集成度优势，甚至集成到一个芯片上，从而大大减小雷达天线系统的体积、重量和功耗，为新型高性能高集成度雷达以及机载/星载相控阵雷达发展提供基础。

目前在利用光子晶体谐振腔在实现更宽的调节范围与更多的扫描接口时，通常将成对的光子晶体谐振腔对称设置在光子晶体波导两侧，在光子晶体波导两端加上相应的输入端与扫描接口组成简单的芯片，之后将多组上述芯片并联来实现。然而这样会使用大量的光子晶体谐振腔，而每个光子晶体谐振腔对应一个调节电极，进而大量的光子谐振腔会给相关的器件调节造成很大的困难。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种光子晶体谐振腔树状结构波束形成网络芯片，解决了芯片集成时需要大量的光子晶体谐振腔，给器件调节造成困难的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种光子晶体谐振腔树状结构波束形成网络芯片，包括波束形成网络结构层，所述波束形成网络结构层包括入射耦合光栅、第一级光子晶体谐振组合、第二级光子晶体谐振腔组合、...、第N级光子晶体谐振腔组合、第一光波导、第二光波导、...、第N光波导、第N+1光波导、出射耦合光栅；

所述第二级光子晶体谐振腔组合包括B₁条支路，所述第三级光子晶体谐振腔包括的支路数为所述第二级光子晶体谐振腔组合支路数的B₂倍，...，所述第N级光子晶体谐振腔组合的支路数为第N-1级光子晶体谐振强组合支路数的B_N-1倍；