Fiberoptisk forsinkelseslinje basert på optisk bryter

Prinsipp for fiberoptisk forsinkelseslinje

I heloptisk signalbehandling kan optisk fiber realisere funksjonene signalforsinkelse, utvidelse, interferens, osv. En rimelig anvendelse av disse funksjonene kan realisere informasjonsbehandling i det heloptiske feltet. Blant annet kan forsinkelsesfunksjonen til den optiske fiberen gjøres om til en fiberoptisk forsinkelseslinje, med vanlige single-mode optiske fibre som eksempel. Når overføringen av det optiske signalet med en arbeidsbølgelengde på 1550 nm og en overføringsavstand på 200 meter kan oppnå en forsinkelse på 1 μs, er det tilhørende innsettingstapet bare 0,04 dB. Til sammenligning er innsettingstapet forårsaket av den tradisjonelle mikrobølgeforsinkelseslinjen dusinvis av dB, og fiberforsinkelseslinjen reduserer innsettingstapet med nesten 2 størrelsesordener, noe som forbedrer konkurranseevnen til den fiberoptiske forsinkelseslinjen betydelig. I tillegg er fiberoptisk forsinkelseslinjehar også egenskapene liten størrelse, lett vekt, stor forsinkelsesbåndbredde, sterk anti-elektromagnetisk interferensevne, og blir en sterk konkurrent til mikrobølgeforsinkelseslinjer, og kan fullstendig erstatte mikrobølgeforsinkelseslinjer på mange felt. Sammenlignet med den tradisjonelle mikrobølgeforsinkelseslinjen har den optiske fiberforsinkelseslinjen et høyt tidsbåndbreddeprodukt, noe som indikerer at systemet har god oppløsning for frekvensmåling, høy følsomhet og høy signalavlytningsevne, og kan oppfylle kravene til høyoppløselige radarsystemer som forsinkelseslinjer. Og FDL-driftsfrekvensen er veldig høy, kan være mye høyere enn 100 GHz, sammenlignet med overflateakustiske bølgeforsinkelseslinjer på hundrevis av megahertz og CCD-forsinkelseslinjer på titalls megahertz-driftsfrekvens sammenlignet med flere størrelsesordener, og basert på fremtidens kommunikasjonsradar og andre systemer vil skifte til trenden med høyfrekvensbånd, er FDL en betydelig fordel. I tillegg har fiberforsinkelseslinjen også den egenskapen at enhetsforsinkelsestapet er uavhengig av frekvens. De unike fordelene med disse fiberoptiske forsinkelseslinjene beviser utvilsomt dens potensial i signalbehandling.

Bruk av fiberoptisk forsinkelseslinje

Den grunnleggende funksjonen til en fiberoptisk forsinkelseslinje er å forsinke signalet, noe som kan realisere funksjonen til heloptisk lagring og skiftutjevning ved å bruke forsinkelsen, og har et bredt spekter av bruksområder innen faset array-radar, optiske fiberkommunikasjonssystemer, optiske datasystemer og elektroniske mottiltak. I faset array-radar er faset array-antenne kjernekomponenten, og hovedfunksjonen til faset array-antennen er å endre mønsterfunksjonen til den syntetiserte strålen, for å oppnå endring av antennestrålens form og rask skanning av strålen. Denne funksjonen oppnås ved å kontrollere amplitude- og faseinformasjonen til signalet i antenneenheten, så forsinkelseslinjen er en uunnværlig del. Sammenlignet med mikrobølgeforsinkelseslinjen har FDL en større båndbredde, og det er ikke noe problem med strålehelling. I optisk styrte faset array-antenner kan FDL realisere nøyaktig faseallokering og kontroll av mikrobølgesignalet og fjerne den tilhørende støyen fra ekkosignalet, så FDL kan være det beste valget i faset array-antenner. I radarmålsimulator brukes FDL til å simulere signaler med forskjellige avstander. Med kravene til moderne radarsystemer for radarmålsimulatorer, som høyfrekvensbånd, rask målbyttehastighet og lang målsimuleringsavstand, har tradisjonelle forsinkelseslinjer langt fra møtt kravene til radarsystemer, så fiberoptiske forsinkelseslinjer har blitt den eneste anvendelige forsinkelseslinjen. I tillegg til det ovennevnte kan FDL i fiberoptiske kommunikasjonssystemer også realisere funksjonen signalkoding og mellomlagring. Oppsummert kan det sees at fiberoptiske forsinkelseslinjer har viktige bruksområder og uerstattelig status på mange felt, så studiet av høytytende fiberoptiske forsinkelseslinjer har stor vitenskapelig betydning for anvendelsen avmikrobølgefotonteknologi.

Design av fiberoptisk forsinkelseslinje

Den fiberoptiske forsinkelseslinjen basert på den optiske bryteren velger forskjellige optiske baner for å oppnå forskjellige tidsforsinkelser gjennom den optiske bryteren. Grunnprinsippet for denne typen skjema er å oppnå forskjellige forsinkelser ved å endre den optiske banen. Det er en typisk diskret fiberoptisk forsinkelseslinje, og den typiske strukturen er vist i figuren.

 

Etter at det modulerte optiske signalet er overført gjennom den optiske fiberen, velges den optiske banen som genererer den tilsvarende forsinkelsen av den optiske brytermatrisen, og den nødvendige forsinkelsen kan oppnås ved å slå på den optiske bryteren og sørge for at de andre optiske bryterne er slått av. Fordelen med denne typen fiberoptisk forsinkelseslinje er at den kan oppnå en stor forsinkelse, realiseringsmetoden er enkel, og de tilsvarende egenskapene er forskjellige i henhold til valget av forskjellige optiske brytere.