Linha de retardo de fibra óptica baseada em comutador óptico

Princípio da linha de retardo de fibra óptica

No processamento de sinais totalmente ópticos, a fibra óptica pode desempenhar funções como atraso, alargamento e interferência do sinal. A aplicação adequada dessas funções permite o processamento de informações em um campo totalmente óptico. Dentre elas, a função de atraso da fibra óptica pode ser explorada em uma linha de atraso de fibra óptica. Tomando como exemplo uma fibra óptica monomodo comum, ao transmitir um sinal óptico com comprimento de onda de 1550 nm, a transmissão em 200 metros pode atingir um atraso de 1 μs, com uma perda de inserção de apenas 0,04 dB. Em comparação, a perda de inserção causada pelas linhas de atraso de micro-ondas tradicionais é de dezenas de dB, enquanto a linha de atraso de fibra óptica reduz essa perda em quase duas ordens de magnitude, o que melhora significativamente a competitividade da linha de atraso de fibra óptica. Além disso, a fibra óptica...linha de retardo ópticoAs linhas de retardo de fibra óptica também apresentam características como tamanho reduzido, peso leve, grande produto largura de banda de retardo e forte capacidade anti-interferência eletromagnética, tornando-se uma forte concorrente das linhas de retardo de micro-ondas e podendo substituí-las completamente em diversas áreas. Comparadas às linhas de retardo de micro-ondas tradicionais, as linhas de retardo de fibra óptica possuem um alto produto largura de banda de tempo, o que indica que o sistema apresenta boa resolução na medição de frequência, alta sensibilidade e alta capacidade de interceptação de sinal, podendo atender aos requisitos de sistemas de radar de alta resolução, como as linhas de retardo convencionais. Além disso, a frequência de operação das linhas de retardo de fibra óptica é muito alta, podendo ultrapassar 100 GHz, em comparação com as linhas de retardo de ondas acústicas de superfície, que operam na faixa de centenas de megahertz, e as linhas de retardo CCD, que operam na faixa de dezenas de megahertz. Considerando a tendência futura de radares de comunicação e outros sistemas para a faixa de alta frequência, as linhas de retardo de fibra óptica representam uma vantagem significativa. Ademais, a linha de retardo de fibra óptica também possui a característica de que a perda por unidade de retardo é independente da frequência. As vantagens exclusivas dessas linhas de retardo de fibra óptica comprovam, sem dúvida, seu potencial no processamento de sinais.

Aplicação de linha de retardo de fibra óptica

A função básica da linha de retardo de fibra óptica (FDL) é atrasar o sinal, o que permite o armazenamento totalmente óptico e a equalização de deslocamento através do uso do retardo. Ela possui uma ampla gama de aplicações em radares de matrizes de fase, sistemas de comunicação por fibra óptica, sistemas de computação óptica e contramedidas eletrônicas. Em radares de matrizes de fase, a antena de matriz de fase é o componente principal. Sua função principal é alterar o padrão de radiação do feixe sintetizado, de modo a modificar o formato do feixe e realizar uma varredura rápida. Essa função é alcançada controlando a amplitude e a fase do sinal na unidade de antena, tornando a linha de retardo uma parte indispensável. Comparada à linha de retardo de micro-ondas, a FDL possui uma largura de banda maior e não apresenta problemas de inclinação do feixe. Em antenas de matrizes de fase controladas opticamente, a FDL permite a alocação e o controle precisos da fase do sinal de micro-ondas e a remoção do ruído associado ao sinal de eco, sendo, portanto, a melhor escolha para antenas de matrizes de fase. Em simuladores de alvos de radar, a FDL é utilizada para simular sinais a diferentes distâncias. Com as exigências dos modernos sistemas de radar para simuladores de alvos, como banda de alta frequência, alta velocidade de comutação de alvos e longa distância de simulação, as linhas de retardo tradicionais estão longe de atender aos requisitos desses sistemas. Assim, a linha de retardo de fibra óptica tornou-se a única opção viável. Além disso, em sistemas de comunicação por fibra óptica, a linha de retardo de fibra óptica também pode realizar funções de codificação e armazenamento em cache de sinais. Em resumo, observa-se que a linha de retardo de fibra óptica possui aplicações importantes e um status insubstituível em diversas áreas. Portanto, o estudo de linhas de retardo de fibra óptica de alto desempenho tem grande relevância científica para a aplicação em diversas aplicações.tecnologia de fótons de micro-ondas.

Projeto de linha de retardo de fibra óptica

A linha de retardo de fibra óptica baseada em chave óptica seleciona diferentes caminhos ópticos para obter diferentes atrasos temporais através da chave óptica. O princípio básico desse tipo de esquema é obter diferentes atrasos alterando o caminho óptico. Trata-se de uma linha de retardo de fibra óptica discreta típica, cuja estrutura típica é mostrada na figura.

 

Após o sinal óptico modulado ser transmitido pela fibra óptica, o caminho óptico que gera o atraso correspondente é selecionado pela matriz de comutadores ópticos. O atraso desejado pode ser obtido ativando-se um comutador óptico e garantindo que os demais permaneçam desativados. A vantagem desse tipo de linha de retardo de fibra óptica é a capacidade de atingir um grande atraso, a simplicidade do método de implementação e a variação das características de acordo com a seleção dos diferentes comutadores ópticos.