Campi di applicazione delle linee di ritardo in fibra ottica

Attualmente, le linee di ritardo in fibra ottica sono ampiamente utilizzate in numerose occasioni, soprattutto nell'applicazione di dispositivi militari con elevati requisiti per l'ambiente elettromagnetico esterno. Un sistema di antenna radar phased array. Un radar phased array ad alte prestazioni richiede un ampio raggio di scansione, un fascio senza distorsione, una banda di trasmissione elevata e il ritardo in tempo reale in fibra ottica è la tecnologia chiave per soddisfare questi requisiti. B Generatore di programmi pseudo-casuali. I generatori di programmi pseudo-casuali possono essere implementati utilizzando generatori di parità ottici integrati con elementi di linea di ritardo in fibra ottica o linee di ritardo programmabili. c Contromisure elettroniche. Applicazioni rappresentative sono i jammer falsificati e la ricerca della direzione del segnale a velocità irradiata, dove le prestazioni richieste per i jammer a banda larga possono essere soddisfatte utilizzando l'ampia larghezza di banda e la brevissima risoluzione di ritardo delle linee di ritardo ottiche. D Test delle prestazioni del sistema radar. In questo campo, le linee di ritardo in fibra ottica sono state utilizzate nei test del rumore del sistema radar Doppler e nei test dei bersagli dei transponder radar. La sensibilità del sistema di test è proporzionale all'entità del ritardo e un'elevata sensibilità del sistema può essere ottenuta utilizzando linee di ritardo in fibra ottica con ritardi elevati. E Sistemi di computer ottici. Le linee di ritardo in fibra ottica sono state sviluppate come registri buffer o memorie di registrazione per computer ottici.

L'antenna Phased Array (PAA, Phased Array Antenna) è in uso dall'inizio degli anni '1970 e ha assunto un ruolo sempre più importante nei settori della radaristica, delle comunicazioni, ecc., ricevendo sempre maggiore attenzione da parte della ricerca. La PAA offre numerosi vantaggi, come la guida senza movimento fisico, l'elevata flessibilità di scansione bidimensionale, l'estrema precisione di puntamento del fascio e il raggiungimento di un controllo preciso di fase e ampiezza. Tuttavia, la loro rete di formazione del fascio elettronico RF è ampia e ingombrante, il che ne compromette l'ampia applicazione. L'uso della tecnologia ottica può ridurre significativamente le dimensioni e il peso di questa rete, rendendo i sistemi ottici particolarmente adatti all'uso nei sistemi radar mobili. Attraverso l'analisi teorica dell'angolo di puntamento del fascio a microonde dell'antenna radar Phased Array e della differenza di ritardo tra elementi dell'array adiacenti, si ottiene la seguente equazione:

Dove d è la distanza tra elementi di array adiacenti, il significato è che l'angolo di puntamento del fascio di microonde dell'antenna phased array a struttura fissa è correlato solo alla differenza di ritardo temporale adiacente e non ha nulla a che fare con la frequenza trasmessa. In altre parole, controllando la differenza di ritardo temporale degli elementi dell'array adiacente, si controlla l'angolo di puntamento del fascio, in modo da ottenere il controllo del ritardo. Per ottenere lo stesso angolo di puntamento del fascio, se la precisione del ritardo è piccola, la distanza tra gli elementi dell'array adiacenti può essere ridotta, il che può essere un volume dell'antenna phased array effettivamente più piccolo. Il processo di controllo del ritardo ottico in tempo reale è il segnale a microonde, poiché la sottoportante caricata sul laser viene inviata a diversi percorsi ottici per l'elaborazione di diversi ritardi temporali. Il segnale ottico elaborato viene quindi demodulato dal segnale a microonde. Queste microonde, con la corrispondente differenza di ritardo temporale, vengono utilizzate come segnale di controllo in ingresso di ciascun elemento della matrice di trasmissione. Controllando la differenza di ritardo ottico, si controlla anche la differenza di ritardo delle microonde emesse dagli elementi dell'array adiacenti, ottenendo così lo scopo di controllare l'angolo di puntamento del fascio. Poiché le fibre ottiche sono in grado di isolare in modo elevato le interferenze elettromagnetiche, le linee di ritardo in fibra ottica presentano eccellenti prospettive di applicazione in array in fase che richiedono lunghi ritardi. Inoltre, per grandi array di monitoraggio o per i requisiti di peso e volume dell'array a fase registrata relativamente elevata, il controllo di fase dell'antenna a schiera a microonde tramite linea di ritardo in fibra ottica rappresenta una prospettiva molto interessante. Ritardo = controllo di fase La differenza di ritardo formata tra due unità trasmittenti può controllare la direzione del raggio di trasmissione dell'antenna per raggiungere lo scopo di scansione in una determinata area. La struttura del sistema ottico phased array basata sulla tecnologia di ritardo in fibra ottica presenta le seguenti caratteristiche: 1, la precisione del ritardo è piccola, l'intervallo di ritardo è ampio. il ritardo minimo di FDL può raggiungere 1 fs e l'intervallo del ritardo può variare su 9 ordini di grandezza, per adattarsi a una varietà di occasioni di utilizzo. 2, la frequenza operativa è elevata. 2, elevata frequenza operativa, FDL può funzionare a una frequenza operativa superiore a 100 GHz, può adattarsi alla trasmissione di segnali ad alta frequenza, ma a causa delle limitazioni delle prestazioni del modulatore. 3, piccola perdita di segnale, perdita di trasmissione FDL per chilometro di soli 0.3db, e ha un vantaggio unico: la perdita di segnale è indipendente dalla frequenza del segnale. Altre tecnologie di ritardo come la linea di ritardo delle onde acustiche di superficie, la guida d'onda metallica, il cavo coassiale, ecc. , la perdita di trasmissione aumenta con l'aumento della frequenza del segnale di trasmissione e aumenta, ASW ad esempio, quando la frequenza del segnale raggiunge 10 GHz, la perdita aumenta a circa 100 dB per chilometro, perdendo il valore dell'applicazione. Naturalmente, l'applicazione della linea di ritardo in fibra ottica presenta alcuni svantaggi, come la richiesta di sorgenti luminose e i requisiti prestazionali delle apparecchiature di modulazione/demodulazione optoelettroniche, ecc. ma con il rapido sviluppo della tecnologia delle comunicazioni ottiche, nel campo delle sorgenti di nanoluce e in altri settori si sono registrate significative innovazioni, creando le condizioni per lo sviluppo della tecnologia delle linee di ritardo in fibra ottica.