Introdução ao sistema de RF sobre fibra óptica

Introdução ao sistema de RF sobre fibra óptica

Radiofrequência sobre fibraÉ uma das aplicações importantes da fotônica de micro-ondas e apresenta vantagens incomparáveis ​​em campos avançados como radar fotônico de micro-ondas, radiotelefoto astronômica e comunicação com veículos aéreos não tripulados.

A radiofrequência sobre fibra ópticaLink ROFÉ composto principalmente por transmissores ópticos, receptores ópticos e cabos ópticos, conforme ilustrado na Figura 1.

Transmissores ópticos: Lasers de feedback distribuído (laser DFBOs lasers de onda plana (FP) são aplicados em aplicações de baixo ruído e alta faixa dinâmica, enquanto os lasers de fase (FP) são usados ​​em aplicações com requisitos mais baixos. Esses lasers têm comprimentos de onda de 1310 nm ou 1550 nm.

Receptor óptico: Na outra extremidade do enlace de fibra óptica, a luz é detectada pelo fotodiodo PIN do receptor, que a converte novamente em corrente elétrica.

Cabos ópticos: Ao contrário das fibras multimodo, as fibras monomodo são utilizadas em enlaces lineares devido à sua baixa dispersão e baixa perda. Em um comprimento de onda de 1310 nm, a atenuação do sinal óptico na fibra óptica é inferior a 0,4 dB/km. Em 1550 nm, é inferior a 0,25 dB/km.

O enlace ROF é um sistema de transmissão linear. Com base nas características da transmissão linear e da transmissão óptica, o enlace ROF apresenta as seguintes vantagens técnicas:

• Perda extremamente baixa, com atenuação da fibra inferior a 0,4 dB/km

• Transmissão de fibra óptica de ultra-largura de banda, a perda na fibra óptica é independente da frequência.

A ligação possui uma capacidade de transmissão de sinal/largura de banda superior, de até 40 GHz (de CC a 40 GHz).

• Proteção contra interferência eletromagnética (EMI) (Sem impacto no sinal em condições climáticas adversas)

• Menor custo por metro • As fibras ópticas são mais flexíveis e leves, pesando aproximadamente 1/25 do peso dos guias de onda e 1/10 do peso dos cabos coaxiais

• Layout conveniente e flexível (para sistemas de imagem médica e mecânica)

De acordo com a composição do transmissor óptico, o sistema de RF sobre fibra óptica é dividido em dois tipos: modulação direta e modulação externa. O transmissor óptico do sistema de RF sobre fibra óptica com modulação direta adota o laser DFB de modulação direta, que apresenta as vantagens de baixo custo, tamanho reduzido e fácil integração, sendo amplamente utilizado. No entanto, devido às limitações do chip laser DFB de modulação direta, o sistema de RF sobre fibra óptica com modulação direta só pode ser aplicado na faixa de frequência abaixo de 20 GHz. Em comparação com a modulação direta, o transmissor óptico de RF sobre fibra óptica com modulação externa é composto por um laser DFB de frequência única e um modulador eletro-óptico. Devido à maturidade da tecnologia de moduladores eletro-ópticos, o sistema de RF sobre fibra óptica com modulação externa pode ser aplicado na faixa de frequência acima de 40 GHz. Entretanto, devido à adição domodulador eletro-ópticoO sistema é mais complexo e pouco propício à aplicação. O ganho, a figura de ruído e a faixa dinâmica do enlace ROF são parâmetros importantes, e existe uma estreita relação entre eles. Por exemplo, uma baixa figura de ruído significa uma grande faixa dinâmica, enquanto um alto ganho não só é necessário em todos os sistemas, como também tem um impacto significativo em outros aspectos de desempenho do sistema.