Волоконно-оптична лінія затримки на основі оптичного комутатора

Принцип роботи волоконно-оптичної лінії затримки

У повністю оптичній обробці сигналів оптичне волокно може реалізувати функції затримки сигналу, розширення, перешкоди тощо. Розумне застосування цих функцій може реалізувати обробку інформації в повністю оптичному полі. Серед них, функція затримки оптичного волокна може бути перетворена на волоконно-оптичну лінію затримки, беручи за приклад звичайне одномодове оптичне волокно, яке при передачі оптичного сигналу на робочій довжині хвилі 1550 нм, передача на 200 метрів може досягти затримки 1 мкс, а супутні втрати на внесення становлять лише 0,04 дБ. Для порівняння, втрати на внесення, спричинені традиційною мікрохвильовою лінією затримки, становлять десятки дБ, а волоконно-оптична лінія затримки зменшує втрати на внесення майже на 2 порядки, що значно підвищує конкурентоспроможність волоконно-оптичної лінії затримки. Крім того, волокно...оптична лінія затримкиТакож мають такі характеристики, як малий розмір, мала вага, велика смуга пропускання затримки, сильна здатність протидіяти електромагнітним перешкодам, і стають сильним конкурентом мікрохвильових ліній затримки, і можуть повністю замінити мікрохвильові лінії затримки в багатьох галузях. Порівняно з традиційною мікрохвильовою лінією затримки, волоконно-оптична лінія затримки має високу часову смугу пропускання, що свідчить про те, що система має хорошу роздільну здатність вимірювання частоти, високу чутливість та високу здатність перехоплювати сигнали, і може відповідати вимогам радіолокаційних систем високої роздільної здатності, таких як лінії затримки. Робоча частота FDL дуже висока, може бути набагато вищою за 100 ГГц, порівняно з лінією затримки поверхневої акустичної хвилі з робочою частотою сотень мегагерц та лінією затримки CCD з робочою частотою десятків мегагерц порівняно з кількома порядками величини, і, виходячи з того, що майбутні комунікаційні радари та інші системи перейдуть до тенденції високочастотного діапазону, FDL має значну перевагу; Крім того, волоконно-оптична лінія затримки також має характеристику, що втрати затримки на одиницю не залежать від частоти. Унікальні переваги цих волоконно-оптичних ліній затримки, безсумнівно, доводять їх потенціал в обробці сигналів.

Застосування волоконно-оптичної лінії затримки

Основна функція волоконно-оптичної лінії затримки полягає у затримці сигналу, що дозволяє реалізувати функцію повністю оптичного зберігання та рівності зсуву за допомогою затримки, і має широкий спектр застосування у фазовано-решіткових радарах, волоконно-оптичних системах зв'язку, оптичних комп'ютерних системах та електронних контрзаходах. У фазовано-решіткових радарах фазована антенна решітка є основним компонентом, основною функцією якої є зміна діаграми спрямованості синтезованого променя, щоб досягти зміни форми променя антени та швидкого сканування променя, і ця функція досягається шляхом керування амплітудною та фазовою інформацією сигналу в антенному блоці, тому лінія затримки є незамінною частиною. Порівняно з мікрохвильовою лінією затримки, FDL має більшу смугу пропускання, і немає проблеми з нахилом променя. В оптично керованій фазовано-решітковій антенній решітці FDL може реалізувати точний розподіл фази та керування мікрохвильовим сигналом та видалити пов'язаний з ним шум луни, тому FDL може бути найкращим вибором для фазовано-решіткової антени. У симуляторі радіолокаційної цілі FDL використовується для імітації сигналів різних відстаней. З огляду на вимоги сучасних радіолокаційних систем до радіолокаційних імітаторів цілей, такі як високочастотний діапазон, висока швидкість перемикання цілей та велика відстань імітації цілі, традиційні лінії затримки далеко не відповідають вимогам радіолокаційних систем, тому волоконно-оптична лінія затримки стала єдиною застосовною лінією затримки. Окрім вищезазначеного, в системі волоконно-оптичного зв'язку FDL також може реалізувати функцію кодування та кешування сигналів. Підсумовуючи, можна побачити, що волоконно-оптичні лінії затримки мають важливе застосування та незамінний статус у багатьох галузях, тому вивчення високопродуктивних волоконно-оптичних ліній затримки має велике наукове значення для застосування...мікрохвильова фотонна технологія.

Проектування волоконно-оптичної лінії затримки

Волоконно-оптична лінія затримки на основі оптичного перемикача вибирає різні оптичні шляхи для досягнення різних часових затримок через оптичний перемикач. Основний принцип такої схеми полягає в досягненні різних затримок шляхом зміни оптичного шляху. Це типова дискретна волоконно-оптична лінія затримки, типова структура якої показана на рисунку.

 

Після передачі модульованого оптичного сигналу через оптичне волокно, оптичний шлях, який генерує відповідну затримку, вибирається масивом оптичних перемикачів, і необхідної затримки можна досягти, увімкнувши оптичний перемикач і переконавшись, що інші оптичні перемикачі вимкнені. Перевагою цього типу волоконно-оптичної лінії затримки є те, що вона може досягти великої затримки, метод реалізації простий, а відповідні характеристики відрізняються залежно від вибору різних оптичних перемикачів.