УДК: 535.8, 535.015, 621.396

Оптоволоконная система формирования диаграммы направленности широкополосной приемной фазированной антенной решетки с использованием технологии волнового мультиплексирования и хроматической дисперсии волокна

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Иванов С.И., Лавров А.П., Саенко И.И. Оптоволоконная система формирования диаграммы направленности широкополосной приемной фазированной антенной решетки с использованием технологии волнового мультиплексирования и хроматической дисперсии волокна // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 3. С. 13–22.

Ivanov S.I., Lavrov A.P., Saenko I.I. Optical-fiber system for forming the directional diagram of a broad-band phased-array receiving antenna, using wave-multiplexing technology and the chromatic dispersion of the fiber [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2015. V. 82. № 3. P. 13–22.

Ссылка на англоязычную версию:

S. I. Ivanov, A. P. Lavrov, and I. I. Saenko, "Optical-fiber system for forming the directional diagram of a broad-band phased-array receiving antenna, using wave-multiplexing technology and the chromatic dispersion of the fiber," Journal of Optical Technology. 82(3), 139-146 (2015). https://doi.org/10.1364/JOT.82.000139

Аннотация:

Рассмотрена диаграммоформирующая система для широкополосной (мгновенная полоса частот более 10 ГГц) приемной антенной решетки. Она выполнена на основе коммерчески доступных элементов. Работа системы основана на независимой модуляции излучения лазеров (число лазеров равно числу антенн в решетке) принимаемыми сверхчастотными сигналами, волновом мультиплексировании и последующем направлении излучения всех лазеров в единое одномодовое волокно переключаемой длины. Приведены методика и результаты расчета основных рабочих характеристик системы: передаточной характеристики, динамического диапазона, отношения сигнал/шум. Обсуждаются результаты экспериментальных исследований составной части системы – аналоговой волоконно-оптической линии передачи сверхчастотных сигналов.

Ключевые слова:

радиофотоника, волоконно-оптическая линия, волновое мультиплексирование, диаграммоформирующая система, временные задержки, фазированная антенная решетка, динамический диапазон, отношение сигнал/шум

Коды OCIS: 060.2360, 060.5625, 070.1170, 280.5110

Список источников:

1. Capmany J., Novak D. Microwave photonics combines two worlds // Nature Photonics. 2007. V. 1. № 6. P. 319–330.
2. Yao J.P. A Tutorial on microwave photonics – Part II // IEEE Photonics Society Newsletter. 2012. V. 26. № 3. P. 5–12.

3. Бахрах Л.Д., Зайцев Д.Ф. Перспективы применения аналоговой фотоники в радиолокационных системах // Антенны. 2004. Вып. 8–9. С. 134–138.
4. Зайцев Д.Ф. Нанофотоника и ее применение. М.: Фирма “АКТЕОН”. 2012. 445 с.
5. Selected papers on photonic control systems for phased array antennas / Ed. by N.A. Riza. Proc. SPIE. 1997. 694 p.
6. Levine A.M. Fiber optics for radar and data systems // Laser and Fiber Optics Communications. Proc. SPIE. 1978. V. 0150. Р. 185–188.
7. Soref R. Optical dispersion technique for time-delay beam steering // Appl. Opt. 1992. V. 31. № 35. P. 7395–7397.
8. Minasian R.A., Alameh K.E., Fourikis N. Wavelength-multiplexed photonic beam-former architecture for microwave phased arrays // Microwave and Optical Technology Lett. 1995. V. 10. № 2. Р. 84–88.
9. Agrawal A.K., Holzman E.L. Beamformer architectures for active phased-array radar antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1999. V. 4. № 3. P. 432–442.
10. Liu Y., Yao J., Yang J. Wideband true-time-delay unit for phased beam forming using discrete-chirped fiber grating prism // Opt. Comm. 2002. V. 207. № 1. P. 177–187.
11. Akiyama T., Takemura N., Oh-Hahsi H., Yamamoto S., Sato M., Nagatsuka T., Hirano Y., Wadaka S. Fourier transform optical beamformer employing spatial light modulator // IEICE transactions on electronics. 2007. V. E90-C. № 2. P. 465–473.
12. Yang Ying, Dong Yi, Liu Dawei, He Hao. A 7-bit photonic true-time-delay system based on an 8×8 MOEMS optical switch // Chinese Opt. Lett. 2009. V. 7. № 2. P. 118–120.
13. Tur M., Yaron L., Rotman R., Raz O. Photonic technologies for antenna beamforming // Proc. OFC/NFOEC. 2011. Paper OThA6.
14. Burla M., Roeloffzen C., Zhuang L., Marpaung D., Rezaul Khan M., Maat P., Dijkstra K., Leinse A., Hoekman M., Heideman R. System integration and radiation pattern measurements of a phased array antenna employing an integrated photonic beamformer for radio astronomy applications // Appl. Opt. 2012. V. 51. № 7. P. 789–802.
15. Иванов С.И., Лавров А.П., Саенко И.И. Системы диаграммо-формирования широкополосных приемных ФАР с применением компонентов волоконно-оптических телекоммуникационных систем // Международная конференция “Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий” (REDS-2014). М.: РНТОРЭС им. А.С. Попова, 2014. Вып. LXIX. С. 163–167.
16. Froberg N.M., Ackerman E.I., Cox C.Н. Analysis of signal to noise ratio in photonic beamformers // IEEE Aerospace Conference. 2006. Paper 1067.
17. Ackerman E.I., Cox C.H. Fiber-optic analog radio frequency links // Broadband Optical Modulators /Ed. by Chen A., Murphy E.J. CRC Press. 2012. P. 63–92.
18. Ахманов С.А., Дьяков Ю.Е., Чиркин А.С. Введение в статистическую радиофизику и оптику. М.: Наука. 1981. 640 с.
19. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. М.: Наука, 1965. 780 с.
20. Brian H., Kolner B.H., Dolfi D.W. Intermodulation distortion and compression in an integrated electrooptic modulator // Appl. Opt. 1987. V. 26. № 17. P. 3676–3680.
21. Agrawal G.P. Applications of nonlinear fiber optics / Second edition. USA: Academic Press is an imprint of Elsevier, 2008. 508 p.
22. Lavrov A.P., Ivanov S.I., Saenko I.I. Investigation of analog photonics based broadband beamforming system for receiving antenna array // Lecture Notes in Computer Science. LNCS. 2014. V. 8638. P. 647–655.
23. Razavi B. RF microelectronics. Prentice Hall, 1998. 335 p.
24. Иванов А.В., Исаев Д.С., Курносов В.Д., Курносов К.В., Симаков В.А., Чернов Р.В. Исследование шумовых характеристики и динамического диапазона унифицированного комплекта ПОМ-27 и ПРОМ-15 // 21-я
Междун. Крымская конференция “СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии” (КрыМиКо’2011): материалы конф. (Севастополь, 2011 г.). Севастополь: Вебер, 2011. С. 357–358.
25. 18 GHz SCM Fiber Optic Link [Miteq]. URL: http://www.miteq.com/docs/MITEQ-SCM_-18G.PDF.
26. Hybrid laser module LDI-DFB-1550-20/80 [LasersCom]. URL: http://www.laserscom.com/#!gibridnye-moduli/cjep.
27. Intensity Modulator IM-1550-20-a [Optilab]. URL: http://www.optilab.com/images/datasheets/IM-1550.pdf.