Glasvezelvertragingslijn op basis van optische schakelaar

Principe van glasvezelvertragingslijn

Bij volledig optische signaalverwerking kan glasvezel de functies van signaalvertraging, signaalverbreding, interferentie, enz. realiseren. De redelijke toepassing van deze functies kan de informatieverwerking in het volledig optische veld realiseren. De vertragingsfunctie van de glasvezel kan bijvoorbeeld worden omgezet in een glasvezelvertragingslijn, waarbij de gewone single-mode glasvezel als voorbeeld wordt genomen. Bij transmissie van een optisch signaal met een werkgolflengte van 1550 nm kan een transmissie over 200 meter een vertraging van 1 μs bereiken, terwijl het bijbehorende invoegverlies slechts 0,04 dB bedraagt. Ter vergelijking: het invoegverlies veroorzaakt door de traditionele microgolfvertragingslijn bedraagt ​​tientallen dB, en de glasvezelvertragingslijn vermindert het invoegverlies met bijna twee ordes van grootte, wat de concurrentiepositie van de glasvezelvertragingslijn aanzienlijk verbetert. Bovendienoptische vertragingslijnhebben ook de kenmerken van een klein formaat, lichtgewicht, grote vertragingsbandbreedte, sterk anti-elektromagnetische interferentievermogen en worden een sterke concurrent van microgolfvertragingslijnen en kunnen microgolfvertragingslijnen op veel gebieden volledig vervangen. Vergeleken met de traditionele microgolfvertragingslijn heeft de optische vezelvertragingslijn een hoge tijdsbandbreedte, wat aangeeft dat het systeem een ​​goede resolutie van frequentiemeting, hoge gevoeligheid en hoog signaalonderscheppingsvermogen heeft en kan voldoen aan de eisen van radarsystemen met hoge resolutie, zoals vertragingslijnen. En de FDL-werkfrequentie is zeer hoog, kan veel hoger zijn dan 100 GHz, vergeleken met de oppervlakte-akoestische golfvertragingslijn van honderden megahertz werkfrequentie en CCD-vertragingslijn van tientallen megahertz werkfrequentie vergeleken met verschillende ordes van grootte, en op basis van de toekomstige communicatieradar en andere systemen zal verschuiven naar de trend van de hoge frequentieband, FDL is een aanzienlijk voordeel; Bovendien heeft de vezelvertragingslijn ook de eigenschap dat het eenheidsvertragingsverlies onafhankelijk is van de frequentie. De unieke voordelen van deze glasvezelvertragingslijnen bewijzen ongetwijfeld hun potentieel in signaalverwerking.

Toepassing van glasvezelvertragingslijn

De basisfunctie van een glasvezelvertragingslijn is het vertragen van het signaal, wat de functie van volledig optische opslag en verschuivingsgelijkheid kan realiseren door gebruik te maken van de vertraging. Het heeft een breed scala aan toepassingen in phased array radar, glasvezelcommunicatiesystemen, optische computersystemen en elektronische tegenmaatregelen. In phased array radar is de phased array antenne de kerncomponent. De belangrijkste functie van de phased array antenne is het veranderen van de patroonfunctie van de gesynthetiseerde bundel, om zo de vorm van de antennebundel te veranderen en de bundel snel te scannen. Deze functie wordt bereikt door de amplitude- en fase-informatie van het signaal in de antenne-eenheid te regelen, waardoor de vertragingslijn een onmisbaar onderdeel is. Vergeleken met een microgolfvertragingslijn heeft een FDL een grotere bandbreedte en is er geen sprake van bundelkanteling. In een optisch gestuurde phased array antenne kan een FDL een nauwkeurige fasetoewijzing en -regeling van het microgolfsignaal realiseren en de bijbehorende ruis van het echosignaal verwijderen, waardoor FDL de beste keuze kan zijn voor een phased array antenne. In een radardoelsimulator wordt FDL gebruikt om signalen van verschillende afstanden te simuleren. Gezien de eisen die moderne radarsystemen stellen aan een radardoelsimulator, zoals een hoge frequentieband, snelle doelschakelsnelheid en lange doelsimulatieafstanden, voldeden traditionele vertragingslijnen nog lang niet aan de eisen van radarsystemen. Daarom is een glasvezelvertragingslijn de enige toepasbare vertragingslijn geworden. Naast het bovenstaande kan FDL in glasvezelcommunicatiesystemen ook de functie van signaalcodering en -caching vervullen. Kortom, glasvezelvertragingslijnen hebben belangrijke toepassingen en zijn onvervangbaar in veel vakgebieden. De studie van hoogwaardige glasvezelvertragingslijnen is daarom van groot wetenschappelijk belang voor de toepassing vanmicrogolffotontechnologie.

Ontwerp van een glasvezelvertragingslijn

De glasvezelvertragingslijn, gebaseerd op de optische schakelaar, selecteert verschillende optische paden om verschillende vertragingen te bereiken via de optische schakelaar. Het basisprincipe van dit soort schema is om verschillende vertragingen te bereiken door het optische pad te veranderen. Het is een typische discrete glasvezelvertragingslijn, waarvan de typische structuur is weergegeven in de afbeelding.

 

Nadat het gemoduleerde optische signaal door de optische vezel is verzonden, selecteert de optische schakelarray het optische pad dat de bijbehorende vertraging genereert. De vereiste vertraging kan worden bereikt door de optische schakelaar in te schakelen en ervoor te zorgen dat de andere optische schakelaars zijn uitgeschakeld. Het voordeel van dit type vertragingslijn met optische vezel is dat het een grote vertraging kan bereiken, de implementatiemethode eenvoudig is en de bijbehorende eigenschappen verschillen afhankelijk van de gekozen optische schakelaars.