Fiberoptisk fördröjningslinje baserad på optisk omkopplare

Principen för fiberoptisk fördröjningslinje

Vid heloptisk signalbehandling kan optisk fiber uppnå funktioner som signalfördröjning, breddning, interferens etc. En rimlig tillämpning av dessa funktioner kan möjliggöra informationsbehandling inom det heloptiska området. Bland dessa kan den optiska fiberns fördröjningsfunktion göras till en fiberoptisk fördröjningslinje, med en vanlig enkelmodig optisk fiber som exempel. När en optisk signalöverföring med en arbetsvåglängd på 1550 nm och en överföring på 200 meter kan uppnå en fördröjning på 1 μs, är den åtföljande insättningsförlusten endast 0,04 dB. I jämförelse är insättningsförlusten orsakad av den traditionella mikrovågsfördröjningslinjen dussintals dB, och den optiska fiberns fördröjningslinje minskar insättningsförlusten med nästan två storleksordningar, vilket avsevärt förbättrar fiberns konkurrenskraft. Dessutom...optisk fördröjningslinjehar också egenskaper som liten storlek, låg vikt, stor fördröjningsbandbredd, stark anti-elektromagnetisk störningsförmåga och blir en stark konkurrent till mikrovågsfördröjningslinjer och kan helt ersätta mikrovågsfördröjningslinjer inom många områden. Jämfört med den traditionella mikrovågsfördröjningslinjen har den optiska fiberfördröjningslinjen en hög bandbredd, vilket indikerar att systemet har en god upplösning för frekvensmätning, hög känslighet och hög signalavlyssningsförmåga och kan uppfylla kraven för högupplösta radarsystem som fördröjningslinjer. Och FDL:s driftsfrekvens är mycket hög, kan vara mycket högre än 100 GHz, jämfört med ytvågsfördröjningslinjens driftsfrekvens på hundratals megahertz och CCD:s fördröjningslinjes driftsfrekvens på tiotals megahertz flera storleksordningar. Baserat på framtidens kommunikationsradar och andra system som kommer att övergå till trenden med högfrekvensband, är FDL en betydande fördel. Dessutom har fiberfördröjningslinjen också egenskapen att enhetsfördröjningsförlusten är oberoende av frekvensen. De unika fördelarna med dessa fiberoptiska fördröjningslinjer bevisar utan tvekan dess potential inom signalbehandling.

Tillämpning av fiberoptisk fördröjningslinje

Den grundläggande funktionen hos en fiberoptisk fördröjningslinje är att fördröja signalen, vilket kan uppnå funktionen av heloptisk lagring och skiftutjämning genom att använda fördröjningen, och har ett brett användningsområde inom fasstyrd radar, optiska fiberkommunikationssystem, optiska datorsystem och elektroniska motåtgärder. I fasstyrd radar är fasstyrd antenn kärnkomponenten, och den huvudsakliga funktionen hos den fasstyrda antennen är att ändra mönsterfunktionen hos den syntetiserade strålen, för att uppnå förändring av antennens strålform och snabb skanning av strålen, och denna funktion uppnås genom att styra amplitud- och fasinformationen för signalen i antennenheten, så fördröjningslinjen är en oumbärlig del. Jämfört med mikrovågsfördröjningslinjen har FDL en större bandbredd, och det finns inga problem med strållutning. I optiskt styrda fasstyrda antenner kan FDL uppnå exakt fasallokering och kontroll av mikrovågssignalen och ta bort det associerade bruset från ekosignalen, så FDL kan vara det bästa valet i fasstyrda antenner. I radarmålsimulatorer används FDL för att simulera signaler på olika avstånd. Med de krav som moderna radarsystem ställer för radarmålsimulatorer, såsom högfrekvensband, snabb målväxlingshastighet och långa målsimuleringsavstånd, har traditionella fördröjningslinjer varit långt ifrån att uppfylla kraven för radarsystem, så fiberoptiska fördröjningslinjer har blivit den enda tillämpliga fördröjningslinjen. Utöver ovanstående kan FDL i optiska fiberkommunikationssystem också förverkliga funktionen för signalkodning och cachning. Sammanfattningsvis kan man se att fiberoptiska fördröjningslinjer har viktiga tillämpningar och en oersättlig status inom många områden, så studiet av högpresterande fiberoptiska fördröjningslinjer har stor vetenskaplig betydelse för tillämpningen avmikrovågsfotonteknik.

Design av fiberoptisk fördröjningslinje

Den fiberoptiska fördröjningslinjen, baserad på den optiska omkopplaren, väljer olika optiska vägar för att uppnå olika tidsfördröjningar genom den optiska omkopplaren. Grundprincipen för denna typ av schema är att uppnå olika fördröjningar genom att ändra den optiska vägen. Det är en typisk diskret fiberoptisk fördröjningslinje, och dess typiska struktur visas i figuren.

 

Efter att den modulerade optiska signalen har överförts genom den optiska fibern, väljs den optiska vägen som genererar motsvarande fördröjning av den optiska omkopplarmatrisen, och den erforderliga fördröjningen kan uppnås genom att slå på den optiska omkopplaren och säkerställa att de andra optiska omkopplarna är avstängda. Fördelen med denna typ av optisk fiberfördröjningslinje är att den kan uppnå en stor fördröjning, realiseringsmetoden är enkel och motsvarande egenskaper varierar beroende på valet av olika optiska omkopplare.