Linia opóźniająca światłowodowa oparta na przełączniku optycznym

Zasada działania linii opóźniającej światłowodowej

W całkowicie optycznym przetwarzaniu sygnałów, światłowód może realizować funkcje opóźnienia sygnału, poszerzenia, interferencji itp. Rozsądne zastosowanie tych funkcji umożliwia przetwarzanie informacji w całkowicie optycznym polu. Wśród nich, funkcja opóźnienia światłowodu może być przekształcona w linię opóźniającą światłowodu, biorąc na przykład zwykły światłowód jednomodowy, gdy transmisja sygnału optycznego o roboczej długości fali 1550 nm, transmisja na 200 metrów może osiągnąć opóźnienie 1 μs, a towarzysząca temu tłumienność wtrąceniowa wynosi zaledwie 0,04 dB. Dla porównania, tłumienność wtrąceniowa powodowana przez tradycyjną mikrofalową linię opóźniającą wynosi dziesiątki dB, a linia opóźniająca światłowodu zmniejsza tłumienność wtrąceniową o prawie 2 rzędy wielkości, co znacznie poprawia konkurencyjność linii opóźniającej światłowodu. Ponadto, światłowódlinia opóźniająca optycznaLinie opóźniające światłowodowe charakteryzują się małymi rozmiarami, niewielką wagą, dużym iloczynem szerokości pasma i wysoką odpornością na zakłócenia elektromagnetyczne. Stają się silnym konkurentem dla mikrofalowych linii opóźniających i mogą całkowicie zastąpić mikrofalowe linie opóźniające w wielu dziedzinach. W porównaniu z tradycyjną mikrofalową linią opóźniającą, światłowodowa linia opóźniająca charakteryzuje się wysokim iloczynem szerokości pasma, co oznacza, że ​​system charakteryzuje się dobrą rozdzielczością pomiaru częstotliwości, wysoką czułością i wysoką zdolnością przechwytywania sygnału, spełniając wymagania systemów radarowych o wysokiej rozdzielczości, takich jak linie opóźniające. Częstotliwość pracy FDL jest bardzo wysoka, może być znacznie wyższa niż 100 GHz, w porównaniu z linią opóźniającą falę akustyczną powierzchniową o częstotliwości roboczej setek megaherców i linią opóźniającą CCD o częstotliwości roboczej dziesiątek megaherców, w porównaniu z kilkoma rzędami wielkości. Biorąc pod uwagę przyszły trend w zakresie pasma wysokich częstotliwości w radarach komunikacyjnych i innych systemach, FDL stanowi znaczącą przewagę. Ponadto światłowodowa linia opóźniająca charakteryzuje się również niezależnością strat opóźnienia jednostkowego od częstotliwości. Unikalne zalety tych światłowodowych linii opóźniających niewątpliwie dowodzą ich potencjału w przetwarzaniu sygnałów.

Zastosowanie linii opóźniającej światłowodowej

Podstawową funkcją światłowodowej linii opóźniającej jest opóźnienie sygnału, co pozwala na realizację funkcji całkowicie optycznego przechowywania i wyrównywania przesunięć za pomocą opóźnienia. Linia ta znajduje szerokie zastosowanie w radarach z szykiem fazowanym, światłowodowych systemach komunikacyjnych, optycznych systemach komputerowych i elektronicznych systemach przeciwdziałania. W radarach z szykiem fazowanym antena fazowana stanowi element centralny. Jej główną funkcją jest zmiana funkcji wzorcowej syntetyzowanej wiązki, co pozwala na zmianę kształtu wiązki anteny i szybkie jej skanowanie. Funkcja ta jest realizowana poprzez kontrolowanie amplitudy i informacji fazowej sygnału w jednostce antenowej, dlatego linia opóźniająca jest niezbędnym elementem. W porównaniu z mikrofalową linią opóźniającą, linia opóźniająca FDL ma większą szerokość pasma i nie występuje problem przechylenia wiązki. W optycznie sterowanych antenach z szykiem fazowanym, FDL umożliwia precyzyjną alokację fazy i kontrolę sygnału mikrofalowego oraz eliminację szumu związanego z sygnałem echa, dzięki czemu FDL może być najlepszym wyborem w przypadku anten z szykiem fazowanym. W symulatorach radarowych, FDL służy do symulacji sygnałów o różnych odległościach. Ze względu na wymagania nowoczesnych systemów radarowych dotyczące symulatorów celów radarowych, takie jak wysokie pasmo częstotliwości, duża prędkość przełączania celów i duża odległość symulacji, tradycyjne linie opóźniające nie spełniały wymagań systemów radarowych. Dlatego światłowodowe linie opóźniające stały się jedynym możliwym rozwiązaniem. Ponadto, w światłowodowym systemie komunikacyjnym, FDL może również realizować funkcję kodowania i buforowania sygnału. Podsumowując, można zauważyć, że światłowodowe linie opóźniające mają ważne zastosowania i niezastąpiony status w wielu dziedzinach, dlatego badania nad wysokowydajnymi światłowodowymi liniami opóźniającymi mają ogromne znaczenie naukowe dla zastosowań w dziedzinie technologii.technologia fotonów mikrofalowych.

Projekt linii opóźniającej światłowodowej

Światłowodowa linia opóźniająca oparta na przełączniku optycznym wybiera różne ścieżki optyczne, aby uzyskać różne opóźnienia czasowe w przełączniku optycznym. Podstawową zasadą tego typu schematu jest uzyskanie różnych opóźnień poprzez zmianę ścieżki optycznej. Jest to typowa dyskretna światłowodowa linia opóźniająca, a jej typowa struktura jest przedstawiona na rysunku.

 

Po przesłaniu modulowanego sygnału optycznego przez światłowód, układ przełączników optycznych wybiera ścieżkę optyczną generującą odpowiednie opóźnienie. Wymagane opóźnienie można uzyskać poprzez włączenie przełącznika optycznego i wyłączenie pozostałych przełączników optycznych. Zaletą tego rodzaju linii opóźniającej światłowodu jest możliwość uzyskania dużego opóźnienia, prosta metoda realizacji oraz zróżnicowana charakterystyka w zależności od wyboru przełączników optycznych.