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

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

Известна активная волоконно-оптическая распределительная система, состоящая из оптических усилителей, оптических волокон и оптических направленных ответ- вителей.

Недостатком такой системы является влияние электрических длин оптических волокон на фазовый сдвиг СВЧ сигналов в каналах.

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.

Недостаток такого устройства заключается в зависимости 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 -зависимости фазового сдвига СВЧ-сигнала от электрической длины оптического волокна для предложенного устройства и прототипа.

Волоконно-оптическая линия передачи СВЧ-сигнала состоит из сумматора 1, лазера 2, оптического направленного ответвите- ля 3, оптического волокна 4, оптической

2

СО

ю о о

неоднородности 5, фотодетектора 6 связи, а также последовательно размещенных оптического усилителя 7 и дополнительного фотодетектора 8, выход оптического усилителя 7 соединен с ответвляющим выходом оптического направленного ответвителя 3, а выход дополнительного фотодетектора 8 соединен с первым входом сумматора 1. второй вход которого является модулирую- щим входом модулирующего СВЧ-сигнала, а выход с/мматсра 1 соединен с модулирующим входом лазера 2, оптический направленный ответвитель 3 расположен между выходом лазера 2 и входом оптического волокна 4. выход которого через оптическую неоднородность 5 соединен с входом фотодетектора 6 связи.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ-колебание, подаваемое на 2-й вход сумматора 1, поступает на модулирующий вход лазера 2 и модулирует по интенсивности его излучения. Модулированный оптический сигнал через оптический направленный ответвитель 3, оптическое волокно 4, оптическую неоднородность 5 поступает на фотодетектор 6 связи, который детектирует СВЧ-огибаю- щую оптического сигнала и его выход является выходом устройства. Часть оптического сигнала отражается по оптической неоднородности 5 и через оптическое волокно 4, ответвляющий выход оптического направленного ответвителя 3 и оптический усилитель 7 поступает на дополнительный фотодетектор 8. СВЧ-сигнал с выхода дополнительного фотодетектора 8 поступает на первый вход сумматора 1 и, суммируясь с входным СВЧ-сигналом, модулирует лазер 2. Выражая СВЧ-сигнал на первом входе сумматора: через входной СВЧ-сигнал на его втором входе UBx. суммируя сигналы обоих входов в предположении равенства нулю суммарного фазового сдвига в оптическом усилителе 7, дополнительном фотодетекторе 8 и лазере 2, получаем сигнал на выходе фотодетектора связи б:

(-A)

U.W.

и П +ехр(-а)со8Фч-)(1 -ехр(«)5|Пф °К(Ф)вчрОФ(Ф)

Ф( Ф1 arctq /-C.V-«Bir llJi lJL m

( (ТТеф(-а)созФ )

где Ф- фазовый сдвиг в оптическом волокне;

а- коэффициент затухания СВЧ-сигнала в оптическом канале, включающем лазер

2, оптический направленный ответвитель 3, оптическое волокно 4, оптическую неоднородность 5, оптический усилитель 7, дополнительный фотодетектор 8;

р - затухание в канале, состоящем из

лазера 2, оптического направленного ответвитель 3,оптического волокна 4, оптической неоднородности 5, фотодетектора 6 связи. На фиг. 2 показаны зависимости фазового сдвига СВЧ-сигнала в волоконно-оптической линии передачи СВЧ-сигнала от электрической длины оптического волокна Фдля предложенного устройства и прототипа. Для предложенного устройства кривая

построена по формуле (1) при ,1.

Близкое к нулю «обеспечивает оптический усилитель 7, компенсируя потери в лазере 2, оптическом направленном ответвителе 3, оптическом волокне 4, дополнительном фотодетекторе 8. 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 а 0,1, ДФ 10°равен7. 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, оптическое волкно, фотодетектор связи, выход которого является выходом устройства, отличающаяся тем, что. с целью повышения качества передаваемого СВЧ-сигнала

путем обеспечения стабильности фазового сдвига СВЧ-сигнала, введены сумматор, оптический направленный ответвитель, оптическая неоднородность, а также последовательно размещенные оптический

усилитель и дополнительный фотодетектор, выход оптического усилителя соединен с ответвляющим выходом оптического направленного ответвителя. а выход дополнительного фотодетектора соединен с

первым входом сумматора, второй вход которого является модулирующим входом модулирующего СВЧ-сигнала, а выход сумматора соединен с модулирующим входом лазера, оптический направленный ответвитель расположен между выходом лазера и входом оптического волокна, выход которого через оптическую неоднородность соединен с входом фотодетектора связи.

HZHlP

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 сумматор 1, лазе|Ь 2, оптический направленный ответвитель 3, оптическое волокно 4, фотодетектор 5, оптический усилитель 6, дополнительный фотодетектор 7 и оптическую неоднородность 8. В результате суммирования гармоник с разными задержками осуществляется взаимная компенсация их фазовых сдвигов и фаза СВЧ-сигнала на выходе имеет уменьшенную зависимость от электрической длины канала. 2 ил. s Ј

H11

J

- фиг. 2

te/

Заявляемое (/стр0ёсяг#о

V

2ff

Ч