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CN113009636B - 一种高精度制备密集波分复用器件的方法及系统 - Google Patents

一种高精度制备密集波分复用器件的方法及系统 Download PDF

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CN113009636B CN202110389404.4A CN202110389404A CN113009636B CN 113009636 B CN113009636 B CN 113009636B CN 202110389404 A CN202110389404 A CN 202110389404A CN 113009636 B CN113009636 B CN 113009636B
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Abstract

本发明公开了一种高精度制备密集波分复用器件的方法及系统，包括利用光频域反射计对密集波分复用器件的光程进行测试，得到密集波分复用器件各波长通道的光程值；数据中心对光程值进行排序并分组，筛选符合预设条件的光程值数组，并设定光程基准值，得到光纤加工任务；根据光程基准值执行光纤加工任务；对不符合预设条件的光纤进行补偿，使其符合预设条件后进行加工；从而实现微波信号光纤传输相位一致性，同时还保证了所有密集波分复用器件的可加工性，提高了利用率。

Description

一种高精度制备密集波分复用器件的方法及系统
技术领域
本发明涉及微波光电子器件制备技术领域，特别是涉及一种高精度制备密集波分复用器件的方法及系统。
背景技术
微波光传输作为现代雷达、测控系统的本振、时钟等信号的核心传输手段之一，对各个子阵间相位延迟具有大规模、高精度的要求。应用密集波分复用技术可以节省线路材料，针对此类要求的微波光传输的线路设计，若不采取任何大规模、高精度制作措施，其生产制作过程会异常繁重，并且不能保证制作精度。因此，一种高精度制备密集波分复用器件微波信号光纤传输相位一致性的技术，对于提升生产效率和产品性能参数具有非常重要的意义。
在以往的密集波分复用微波光纤传输相位延迟设计中，为了保持各个子通道相位一致性，通常采用以下两种方法：一是将密集波分复用微波光纤传输器件置于传输系统中，通过测试每一路的发射、接收电信号参数，设定相位基准，所有通道按此基准加工，保证相位延迟一致性；二是通过物理测量(如游标卡尺)方法，对密集波分复用器件每一个波长通道进行光纤长度测量，设定每一个波长通道的长度基准值，再应用光纤切割刀和熔接机将所有器件按此基准值进行加工。以上两种方法的共同缺陷是均要求设定基准，并且所有通道按照相同的基准进行处理，如果器件偏离基准太大，会导致相应器件无法加工，并且还具有工作繁琐，工作量大，制作精度不高的缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高精度制备密集波分复用器件的方法及系统，以解决现有技术中器件偏离基准太大，导致相应器件无法加工以及制作精度不高的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种高精度制备密集波分复用器件的方法，具体包括以下步骤：
S1：利用光频域反射计对密集波分复用器件的光程进行测试，得到密集波分复用器件各波长通道的光程值；
S2：数据中心对光程值进行排序并分组，判断各光程值数组是否符合预设加工条件，若符合则继续执行步骤S3，若不符合则执行步骤S5；
S3：设定光程基准值，得到光纤加工任务；
S4：根据光程基准值执行光纤加工任务；
S5：对步骤S2中不符合预设加工条件的光纤进行补偿，使其符合预设加工条件，并重复步骤S3～S4。
进一步的，在所述步骤S5之后还包括以下步骤：
S6：测试中心对加工完成的密集波分复用器件各通道的波长及信号调制频率进行相位一致性测试。
进一步的，所述步骤S2具体包括以下步骤：
S201：数据中心采集光频域反射计测试后的光程值；
S202：将所有光程值按降序排列并计算均方差；
S203：设置长度差值，将所有光程值分成若干数组，判断各数组是否符合预设加工条件，若符合则继续执行步骤S3，若不符合则执行步骤S5。
进一步的，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S401：对符合预设加工条件的光程值数组，按照设定的光程基准值，再次筛选出具有相同加工要求的密集波分复用器件；
S402：光纤切割刀按照设定的光程基准值对选定的密集波分复用器件执行光纤加工任务；
S403：光纤熔接机对光纤切割刀加工后的光纤进行熔接修复；
S404：对步骤S401中符合预设加工条件的光程值数组内未加工的其他光纤进行光纤熔接切割处理；
S405：重复步骤S402～S403，对未加工的光纤进行加工。
进一步的，所述步骤S5具体包括以下步骤：
S501：对比不符合预设条件的数组与预设条件之间的差值，分别筛选出大于预设条件和小于预设条件的数组；
S502：将大于预设条件的数组内的光纤通过切割减少光纤使光程数据降低至预设条件范围内；
S503：将小于预设条件的数组内的光纤通过熔接增加光纤使光程数据达到预设条件范围内；
S504：重复步骤S3～S4，执行光纤加工任务。
另一方面，本发明还提供一种高精度制备密集波分复用器件的系统，用于实现上述高精度制备密集波分复用器件的方法；所述高精度制备密集波分复用器件的系统包括依次连接的光频域反射计、数据中心、光纤切割刀和光纤熔接机，所述光频域反射计还与待加工的密集波分复用器件的COM端通过光纤连接，用于测试密集波分复用器件个波长通道的光程值，所述数据中心用于采集所述光频域反射计测试到的光程值，并将光程值进行归一化分析及分组，得到符合预设条件的切割尺寸；所述光纤切割刀用于根据数据中心得到的切割尺寸，对选定的光纤执行加工任务；所述光纤熔接机用于将光纤切割刀切割后的光纤进行熔接修复；所述光纤熔接机还与所述数据中心连接，用于将熔接修复的数据反馈给数据中心。
进一步的，所述高精度制备密集波分复用器件的系统还包括测试中心，所述测试中心用于对加工完成后的密集波分复用器件各通道的波长及信号调制频率进行相位一致性测试。
进一步的，所述数据中心装载在计算机上，所述光频域反射计与该计算机通过有线或无线的方式连接。
本发明通过光频域反射计对密集波分复用器件各通道波长的光程进行测试，选取特定的符合密集波分复用波段的各通道波长光程值，数据中心根据光程值的分布情况，计算得出各个波段等相位的光程基准，并按照计算出的光程基准值对选定的光纤进行等长加工，从而实现微波信号光纤传输相位一致性，同时还保证了所有密集波分复用器件的可加工性，提高了利用率。
附图说明
图1为本发明一种高精度制备密集波分复用器件的方法的较佳实施方式的流程图。
图2为图1中步骤S2的流程图。
图3为图1中步骤S4的流程图。
图4为图1中步骤S5的流程图。
图5为本本发明一种高精度制备密集波分复用器件的系统的较佳实施方式的系统原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一
如图1所示，为本发明一种高精度制备密集波分复用器件的方法的较佳实施方式的流程图，具体包括以下步骤：
具体包括以下步骤：
S1：利用光频域反射计1对密集波分复用器件的光程进行测试。
结合光频域反射计1的线性扫频光源与密集波分复用器件不同波长之间并行传输的特点，对密集波分复用器件各个波长传输通道的光程进行测试，通过对线性扫频光源进行波长选择或者对测试结果进行波长筛选，即可得到密集波分复用器件各波长通道的光程值λ。
S2：数据中心对光程值进行排序并分组，判断各光程值数组是否符合预设加工条件，若符合则继续执行步骤S3，若不符合则执行步骤S5。
数据中心2对光频域反射计1测试得到的光程值进行采集，将所有光程值进行归一化处理并排序，然后将所有光程值分成多个数组，并判断各光程值数组是否符合预设加工条件，若符合则继续执行步骤S3，若不符合则执行步骤S5。如图2所示，具体包括以下步骤：
S201：数据中心2采集光频域反射计1测试后的光程值。
数据中心2记录光频域反射计1测试得到的多组密集波分复用器件各波长通道的光程值λnp(其中：n为密集波分复用器件数，p为每一密集波分复用器件的波长通道数)。
S202：将所有光程值按降序排列并计算均方差。
数据中心2将n组光程值中p值相同的光程数据进行降序排列，并计算出对应的均方差Rp。
S203：设置长度差值，将所有光程值分成若干数组，判断各数组是否符合预设加工条件，若符合则继续执行步骤S3，若不符合则执行步骤S5。
按照加工要求的精度设置长度差值，在本实施方式中，将长度差值设置为4m(m为光纤切割刀3的最大加工长度)，结合步骤S202中计算得到的均方差Rp，以长度差值4m对p值相同的每一组光程数据建立数组
Figure BDA0003015892230000071
将离均方差范围最近的数组设定为预设加工条件，即
Figure BDA0003015892230000072
由于在p值相同的每一组光程数据中，落在数组
Figure BDA0003015892230000073
内的密集波分复用器件数量最多，这在加工过程中可以付出的加工代价最小，以节约加工成本。
S3：设定光程基准值，得到光纤加工任务。
选出符合预设条件的光程值数组
Figure BDA0003015892230000074
根据光纤切割刀3的具体参数和光程值数组
Figure BDA0003015892230000075
的区间范围，设定光程基准值，得到光纤加工任务。
具体的，根据光纤切割刀3上的切点到光纤切割刀3上量程卡尺原点的固定距离L，该固定距离L大于光纤切割刀3的最大加工长度m，由此，光纤切割刀3可设计的切割最大范围为L±m。根据该切割最大范围L±m，在本实施方式中，将光程基准值设置为Rp-2L。
S4：根据光程基准值执行光纤加工任务。
筛选出数组内具有相同加工要求的密集波分复用器件进行切割以及熔接修复，再将数组内未加工的密集波分复用器件进行切割以及熔接修复，以此减少加工次数，提高加工效率。如图3所示，具体包括以下步骤：
S401：对选定的光程值数组，按照设定的光程基准值，再次筛选出具有相同加工要求的密集波分复用器件。
根据数组
Figure BDA0003015892230000081
内密集波分复用器件所有波长通道中每一路的光程基准值Rp-2L的加工要求，筛选出所有波长通道都具有相同加工要求的部分密集波分复用器件，对每一密集波分复用器件只需进行一次加工即可晚上所有光波通道上光纤的切割，这样对于每一密集波分复用器件而言可以避免p-1次加工，进而提高加工效率。
S402：光纤切割刀3按照设定的光程基准值对步骤S301中筛选出来的具有相同加工要求的密集波分复用器件执行光纤加工任务，将光纤切割至Rp-2L。
S403：光纤熔接机4对步骤S402中光纤切割刀3加工后的光纤进行熔接修复。
S404：对数组
Figure BDA0003015892230000082
内未加工的其他光纤进行光纤熔接处理，使其长度超过Rp-2L。
S405：按照步骤S402～S403，对步骤S404中经熔接处理后的光纤进行加工。
S5：对不符合预设条件的光纤进行补偿，使其符合预设条件，并进行加工。
选择步骤S2中不符合预设条件的光纤，即除选定数组外的其他数组，对不符合预设条件的数组内的光纤通过在密集波分复用器件的COM端加减补偿将数组内的光程数据预设条件的区间中，然后再按照步骤S3进行加工。如图4所示，具体包括以下步骤：
S501：对比不符合预设条件的数组与预设条件之间的差值，分别筛选出大于预设条件和小于预设条件的数组。
将不符合预设条件的数组与预设条件进行比对，即将不符合预设条件的数组与数组
Figure BDA0003015892230000091
进行比对；得到大于
Figure BDA0003015892230000092
的数组，即
Figure BDA0003015892230000093
和小于
Figure BDA0003015892230000094
的数组
Figure BDA0003015892230000095
S502：将大于预设条件的数组
Figure BDA0003015892230000096
内的光纤通过切割减少光纤长度使光程数据降低至
Figure BDA0003015892230000097
区间范围内。
S503：将小于预设条件的数组
Figure BDA0003015892230000098
内的光纤通过熔接增加光纤长度使光程数据达到
Figure BDA0003015892230000099
区间范围内。
S504：对步骤S502和步骤S503中补偿后的光纤，按照步骤S3～S4执行光纤加工任务，直至所有密集波分复用器件全部加工完成。
S6：测试中心5对加工完成的密集波分复用器件各通道的波长及信号调制频率进行相位一致性测试。
由于光频域反射计1的测试精度可达到0.01mm，远高于光时域反射仪以及游标卡尺的测试精度，因此，采用此方法对密集波分复用器件各波长通道的光纤进行切割，其精度会大幅提成，并且能够减少加工次数，提高加工效率。
实施例二
如图5所示，为本发明一种高精度制备密集波分复用器件的系统的较佳实施方式的系统原理图，包括依次连接的光频域反射计1、数据中心2、光纤切割刀3、光纤熔接机4和测试中心5。所述光频域反射计1与待加工的密集波分复用器件的COM端通过光纤连接，用于测试密集波分复用器件个波长通道的光程值。所述数据中心2装在于计算机上，并且该计算机与光频域反射计1通过有线或无线的方式连接；所述数据中心2用于采集所述光频域反射计1测试到的光程值，并将光程值进行归一化分析及分组，得到符合预设条件的切割尺寸。所述光纤切割刀3用于根据数据中心2得到的切割尺寸，对选定的光纤执行加工任务。所述光纤熔接机4用于将光纤切割刀3切割后的光纤进行熔接修复；所述光纤熔接机4还与所述数据中心2连接，用于将熔接修复的数据反馈给数据中心2。所述测试中心5用于对加工完成后的密集波分复用器件各通道的波长及信号调制频率进行相位一致性测试。
本发明基于光频域反射计1的光纤测试、均方根法、批量数据处理、光纤切割和熔接等理论技术实现：其首先通过光频域反射计1扫频光源测试原理，选取特定的符合密集波分复用期间波段的各通道波长光程测试；接着，将光程数据采集到数据中心2，数据中心2根据光程数据分布情况，做出各个波长通道光程的基准值，输入加工限制和要求，得出加工任务，即光纤剪切和熔接的数据；再通过光纤切割刀3对密集波分用期间的各波长通道按照加工任务进行剪切加工，以及通过光纤熔接机4将剪切后的光纤熔接修复；最后通过测试中心5对加工完成后的密集波分复用器件各通道的波长及信号调制频率进行相位一致性测试。
本发明采用的光频域反射计1测试精度可达到0.01mm，能够对光程数据进行精确控制，从而实现微波信号光纤传输相位一致性，同时还保证了所有密集波分复用器件的可加工性，提升了利用率和成品率，降低生产成本。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高精度制备密集波分复用器件的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：利用光频域反射计对密集波分复用器件的光程进行测试，得到密集波分复用器件各波长通道的光程值；
S2：数据中心对光程值进行排序并分组，判断各光程值数组是否符合预设加工条件，若符合则继续执行步骤S3，若不符合则执行步骤S5；
所述步骤S2具体包括以下步骤：
S201：数据中心采集光频域反射计测试后的光程值；
S202：将所有光程值按降序排列并计算均方差；
S203：设置长度差值，将所有光程值分成若干数组，判断各数组是否符合预设加工条件，若符合则继续执行步骤S3，若不符合则执行步骤S5；
S3：设定光程基准值，得到光纤加工任务；
S4：根据光程基准值执行光纤加工任务；
S5：对步骤S2中不符合预设加工条件的光纤进行补偿，使其符合预设加工条件，并重复步骤S3～S4。
2.根据权利要求1所述的一种高精度制备密集波分复用器件的方法，其特征在于，在所述步骤S5之后还包括以下步骤：
S6：测试中心对加工完成的密集波分复用器件各通道的波长及信号调制频率进行相位一致性测试。
3.根据权利要求1所述的一种高精度制备密集波分复用器件的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S401：对符合预设加工条件的光程值数组，按照设定的光程基准值，再次筛选出具有相同加工要求的密集波分复用器件；
S402：光纤切割刀按照设定的光程基准值对选定的密集波分复用器件执行光纤加工任务；
S403：光纤熔接机对光纤切割刀加工后的光纤进行熔接修复；
S404：对步骤S401中符合预设加工条件的光程值数组内未加工的其他光纤进行光纤熔接切割处理；
S405：重复步骤S402～S403，对未加工的光纤进行加工。
4.根据权利要求1所述的一种高精度制备密集波分复用器件的方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括以下步骤：
S501：对比不符合预设条件的数组与预设条件之间的差值，分别筛选出大于预设条件和小于预设条件的数组；
S502：将大于预设条件的数组内的光纤通过切割减少光纤使光程数据降低至预设条件范围内；
S503：将小于预设条件的数组内的光纤通过熔接增加光纤使光程数据达到预设条件范围内；
S504：重复步骤S3～S4，执行光纤加工任务。
5.一种高精度制备密集波分复用器件的系统，用于实现如权利要求1～4任一所述的高精度制备密集波分复用器件的方法，其特征在于：所述高精度制备密集波分复用器件的系统包括依次连接的光频域反射计、数据中心、光纤切割刀和光纤熔接机，所述光频域反射计还与待加工的密集波分复用器件的COM端通过光纤连接，用于测试密集波分复用器件个波长通道的光程值，所述数据中心用于采集所述光频域反射计测试到的光程值，并将光程值进行归一化分析及分组，得到符合预设条件的切割尺寸；所述光纤切割刀用于根据数据中心得到的切割尺寸，对选定的光纤执行加工任务；所述光纤熔接机用于将光纤切割刀切割后的光纤进行熔接修复；所述光纤熔接机还与所述数据中心连接，用于将熔接修复的数据反馈给数据中心。
6.根据权利要求5所述的一种高精度制备密集波分复用器件的系统，其特征在于，所述高精度制备密集波分复用器件的系统还包括测试中心，所述测试中心用于对加工完成后的密集波分复用器件各通道的波长及信号调制频率进行相位一致性测试。
7.根据权利要求5所述的一种高精度制备密集波分复用器件的系统，其特征在于，所述数据中心装载在计算机上，所述光频域反射计与该计算机通过有线或无线的方式连接。
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