Linha de atraso de fibra óptica baseada em switch óptico

Princípio da linha de atraso de fibra óptica

No processamento de sinais totalmente ópticos, a fibra óptica pode realizar as funções de atraso de sinal, alargamento, interferência, etc. A aplicação racional dessas funções pode realizar o processamento de informações no campo totalmente óptico. Dentre elas, a função de atraso da fibra óptica pode ser transformada em uma linha de atraso de fibra óptica. Tomando como exemplo a fibra óptica monomodo comum, quando a transmissão do sinal óptico opera em um comprimento de onda de 1550 nm, a transmissão de 200 metros pode atingir um atraso de 1 μs, e a perda de inserção correspondente é de apenas 0,04 dB. Em comparação, a perda de inserção causada pela linha de atraso de micro-ondas tradicional é de dezenas de dB, e a linha de atraso de fibra óptica reduz a perda de inserção em quase duas ordens de magnitude, o que melhora significativamente a competitividade da linha de atraso de fibra óptica. Além disso, a fibralinha de atraso ópticoTambém possuem características de tamanho pequeno, peso leve, grande largura de banda de atraso, forte capacidade anti-interferência eletromagnética e se tornam um forte concorrente das linhas de atraso de micro-ondas, podendo substituir completamente as linhas de atraso de micro-ondas em muitos campos. Comparada com a linha de atraso de micro-ondas tradicional, a linha de atraso de fibra óptica possui um produto de largura de banda de tempo alto, o que indica que o sistema possui boa resolução de medição de frequência, alta sensibilidade e alta capacidade de interceptação de sinal, podendo atender aos requisitos de sistemas de radar de alta resolução, como linhas de atraso. A frequência de operação FDL é muito alta, podendo ser muito superior a 100 GHz, em comparação com a linha de atraso de onda acústica de superfície com frequência operacional de centenas de megahertz e a linha de atraso CCD com frequência operacional de dezenas de megahertz, em comparação com várias ordens de magnitude. Com base no futuro radar de comunicação e outros sistemas que mudarão para a tendência de banda de alta frequência, a FDL é uma vantagem significativa; além disso, a linha de atraso de fibra também possui a característica de que a perda de atraso da unidade é independente da frequência. As vantagens exclusivas dessas linhas de atraso de fibra óptica comprovam, sem dúvida, seu potencial no processamento de sinais.

Aplicação de linha de atraso de fibra óptica

A função básica da linha de atraso de fibra óptica é atrasar o sinal, o que permite realizar a função de armazenamento totalmente óptico e igualdade de deslocamento utilizando o atraso, e possui uma ampla gama de aplicações em radares de matriz em fase, sistemas de comunicação por fibra óptica, sistemas de computador óptico e contramedidas eletrônicas. Em radares de matriz em fase, a antena de matriz em fase é o componente principal. A principal função da antena de matriz em fase é alterar a função do padrão do feixe sintetizado, de modo a alcançar a mudança do formato do feixe da antena e a varredura rápida do feixe. Essa função é alcançada controlando as informações de amplitude e fase do sinal na unidade de antena, portanto, a linha de atraso é uma parte indispensável. Comparada com a linha de atraso de micro-ondas, a FDL possui uma largura de banda maior e não há problema de inclinação do feixe. Em antenas de matriz em fase controladas opticamente, a FDL pode realizar a alocação e o controle precisos de fase do sinal de micro-ondas e remover o ruído associado do sinal de eco, tornando-a a melhor escolha em antenas de matriz em fase. Em simuladores de alvos de radar, a FDL é usada para simular sinais de diferentes distâncias. Com os requisitos dos sistemas de radar modernos para simuladores de alvos de radar, como banda de alta frequência, alta velocidade de troca de alvos e longa distância de simulação de alvos, as linhas de atraso tradicionais estão longe de atender aos requisitos dos sistemas de radar, portanto, as linhas de atraso de fibra óptica tornaram-se as únicas aplicáveis. Além do exposto, em sistemas de comunicação por fibra óptica, a FDL também pode realizar a função de codificação e armazenamento de sinais. Em resumo, pode-se observar que as linhas de atraso de fibra óptica têm aplicações importantes e status insubstituível em muitos campos, portanto, o estudo de linhas de atraso de fibra óptica de alto desempenho tem grande importância científica para a aplicação de sistemas de comunicação por fibra óptica.tecnologia de fótons de micro-ondas.

Projeto de linha de atraso de fibra óptica

A linha de atraso de fibra óptica baseada no comutador óptico seleciona diferentes caminhos ópticos para obter diferentes atrasos de tempo através do comutador óptico. O princípio básico desse tipo de esquema é obter diferentes atrasos alterando o caminho óptico. Trata-se de uma linha de atraso de fibra óptica discreta típica, e sua estrutura típica é mostrada na figura.

 

Após a transmissão do sinal óptico modulado pela fibra óptica, o caminho óptico que gera o atraso correspondente é selecionado pelo conjunto de chaves ópticas, e o atraso necessário pode ser alcançado ligando a chave óptica e garantindo que as outras chaves ópticas estejam desligadas. A vantagem desse tipo de linha de atraso de fibra óptica é que ela pode atingir um grande atraso, o método de implementação é simples e as características correspondentes variam de acordo com a seleção das diferentes chaves ópticas.