Волоконно-оптическая линия передачи СВЧ-сигнала Советский патент 1992 года по МПК H04B10/12 

СО

с

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в передающих и приемных устройствах, в которых требуется высокая точность фазовых характеристик фидерных трактов. Цель - обеспечение стабильности фазового сдвига СВЧ-сигнала. Устройство содержит лазер 1, N волоконно- оптических линий связи 2, оптический направленный ответвитель 3, оптические волокна 4 и 6, фотодетекторы 5 и 7, оптическую неоднородность 9 и сумматор 8. В результате суммирования составляющих с разными задержками осуществляется взаимная компенсация их фазовых сдвигов и фаза СВЧ-сигнала на выходе имеет уменьшенную зависимость от электрической длины канала.2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в передающих и приемных устройствах, где требуется высокая точность фазовых характеристик фидерных трактов.

Известно устройство разводки опорного сигнала активной фазированной антенной решетки СВЧ, содержащее задающий генератор СВЧ, модулируемый лазерный диод, оптический направленный ответвитель, оптический разветвитель, оптический фазовращатель СВЧ-огибающей, генератор СВЧ.

Недостатком данного устройства является влияние изменения электрической длины оптического волокна на фазовый сдвиг выходных СВЧ-сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является оптическая линия связи, содержащая последовательно размещенные лазер, модулирующий вход которого является входом для подачи СВЧ-сигнала, оптическое волокно, фотодетектор.

Недостатком такого устройства является зависимость фазового сдвига СВЧ-сигнала в линии связи от изменения электрической длины оптического волокна.

Цель изобретения - повышение качества передаваемого СВЧ-сигнала путем обеспечения стабильности фазового сдвига СВЧ-Сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная схема волоконно-оптической линии передачи СВЧ-сигнала; на фиг. 2 приведены зависимости фазового сдвига СВЧ-сигнала от электрической длины оптического волокна для предложенного устройства и прототипа.

ivl СО 4Ьь Ю |Ю ICJ

Волоконно-оптическая линия передачи СВЧ-сигнала состоит из лазера 1, модулирующий вход которого является входом устройства, сумматора 2, N волоконно-оптических ветвей связи (ВОВС) 3, каждая из которых состоит из последовательно расположенных оптического направленного от- ветвителя 4, отрезка волокна 5, оптической неоднородности 6 и дополнительного фотодетектора 7, выход которого является соот- ветствующим входом сумматора 2, вход и выход оптического направленного ответви- теля 4 является, соответственно, входом и выходом ВОВС 3, выход лазера 1 соединен с входом первой ВОВС 3, выход сумматора 2 является выходом устройства, второй выход 1-й ВОВС соединен с выходом 1 ВОВС.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ-колебание, подаваемое на модули- рующий вход лазера 1, модулирует по интенсивностиегоизлучение. Модулированный оптический сигнал поступает в первую ВОВС 3, в которой через оптический направленный ответвитель 4, отрезок волокна 5, оптическую неоднородность 6 он поступает на фотодетектор 7. Часть оптического сигнала отражается от оптической неоднородности 6 и через отрезок волокна 5, ответвляющий выход оптиче- ского направленного ответвителя 4. поступает на вход следующей ВОВСЗ. СВЧ- колебания, выделенные на всех фотодетекторах, суммируются в сумматоре 2. Сигнал на выходесуумматора 2 в предположении равен- ства электрических длин ВОВС ф имеет вид

UBbix(t) Re UexpGM + Ф(ф )) ,

arctg Г

Ј Uisln()

i 1

2 Uicos()

i 1

где Uj- амплитуды СВЧ-колебаний на выходах дополнительных фотодетекторов.

На фиг. 2 показаны зависимости фазового сдвига СВЧ-сигнала в волоконно-оптической линии передачи СВЧ-сигнала от электрической длины оптического волокна ф

51015

20253035

40

45

§0

для предложенного устройства и прототипа. Для предложенного устройства кривая построена по формуле (1) при и следующих нормированных значениях амплитуд СВЧ-колебаний на выходах фотодетекторов: , ,8 Us 0,5, U4 0,2.

Оптические волокна должны быть размещены в одном жгуте, что обеспечивает одинаковое температурное распределение в них, а следовательно, одинаковое приращение электрических длин оптических воло- кон при изменении температуры. В предложенном устройстве коэффициент стабилизации фазы К фм/2 Аф , где фм- ширина зоны стабилизации, Дф - максимальное отклонение фазы от среднего значения в зоне стабилизации, при вышеуказанных значениях параметров равен 6,6, а для прототипа 1.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает стабильность фазового сдвига СВЧ-сигнала в определенной зоне изменения электрической длины оптического волокна с заданной точностью.

Формула изобретения

Волоконно-оптическая линия передачи СВЧ-сигнала, содержащая лазер, модулирующий вход которого является входом СВЧ- сигнала, оптическое волокно, выход которого соединен с входом фотодетектора, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества передаваемого СВЧ- сигнала путем обеспечения стабильности фазового сдвига СВЧ-сигнала, в нее введены сумматор и N волоконно-оптических ветвей связи, каждая из которых состоит из последовательно расположенных оптического направленного ответвителя, отрезка волокна, оптической неоднородности и дополнительного фотодетектора, выход которого является соответствующим входом сумматора, вход и выход оптического направленного ответвителя являются соответственно входом и выходом волоконно- оптической ветви связи, выход лазера соединен с входом первой волоконно-оптической ветви связи, выход сумматора является выходом устройства, второй выход i волоконно-оптической ветви связи соединен с входом волоконно-оптической ветви связи,

-

i

IL

я I

2

4

0YV)

4

-#4

э

лротатмл

/

//

Зая8ляем0е

(/СГГ7/70йс/77&0

VffP