光スイッチに基づく光ファイバー遅延線

光ファイバー遅延線の原理

全光信号処理において、光ファイバは信号遅延、信号拡がり、干渉などの機能を実現できます。これらの機能を適切に応用することで、全光分野の情報処理を実現できます。その中でも、光ファイバの遅延機能は光ファイバ遅延線に応用できます。通常のシングルモード光ファイバを例にとると、動作波長1550nmの光信号を伝送する場合、200メートル伝送で1μsの遅延を実現でき、挿入損失はわずか0.04dBです。従来のマイクロ波遅延線による挿入損失は数十dBですが、光ファイバ遅延線は挿入損失を2桁近く低減し、光ファイバ遅延線の競争力を大幅に向上させます。さらに、光ファイバ遅延線は、光信号伝送における光遅延の最小化と、光信号伝送における ...光遅延線また、小型、軽量、遅延帯域幅積が大きい、耐電磁干渉能力が強いなどの特徴があり、マイクロ波遅延線の強力な競争相手となり、多くの分野でマイクロ波遅延線を完全に置き換えることができます。従来のマイクロ波遅延線と比較して、光ファイバ遅延線は高い時間帯域幅積を持っています。これは、システムが優れた周波数測定分解能、高感度、高い信号傍受能力を持っていることを示し、遅延線などの高解像度レーダーシステムの要件を満たすことができます。また、FDLの動作周波数は非常に高く、100GHzをはるかに超える場合があります。これは、動作周波数が数百MHzの表面弾性波遅延線や動作周波数が数十MHzのCCD遅延線と比較して数桁大きいため、将来の通信レーダーなどのシステムが高周波帯域に移行する傾向にあることを考えると、FDLは重要な利点です。さらに、光ファイバ遅延線は、単位遅延損失が周波数に依存しないという特徴もあります。これらの光ファイバ遅延線の独自の利点は、信号処理におけるその潜在能力を間違いなく証明しています。

光ファイバー遅延線の応用

光ファイバ遅延線の基本機能は信号を遅延させることであり、遅延を利用することで全光記憶やシフトイコライゼーションなどの機能を実現できるため、フェーズドアレイレーダー、光ファイバ通信システム、光コンピュータシステム、電子対抗手段など、幅広い用途に用いられています。フェーズドアレイレーダーにおいて、フェーズドアレイアンテナは中核部品であり、その主な機能は合成ビームのパターン関数を変化させることです。これにより、アンテナビーム形状の変化とビームの高速走査が実現されます。この機能は、アンテナユニット内の信号の振幅と位相情報を制御することで実現されるため、遅延線は不可欠な要素となっています。マイクロ波遅延線と比較して、FDLは帯域幅が広く、ビームチルトの問題もありません。光制御フェーズドアレイアンテナにおいて、FDLはマイクロ波信号の正確な位相配分と制御を実現し、エコー信号に伴うノイズを除去できるため、フェーズドアレイアンテナにおいて最適な選択肢となります。レーダーターゲットシミュレータでは、FDLを用いて距離の異なる信号をシミュレートします。現代のレーダーシステムのレーダーターゲットシミュレータに対する要求は、高周波数帯域、高速ターゲット切り替え速度、長距離ターゲットシミュレーションなどであり、従来の遅延線ではレーダーシステムの要求を満たすには程遠く、光ファイバー遅延線が唯一の適用可能な遅延線となっています。上記に加えて、光ファイバー通信システムにおいて、FDLは信号符号化とキャッシュ機能も実現できます。まとめると、光ファイバー遅延線は多くの分野で重要な用途とかけがえのない地位を占めており、高性能光ファイバー遅延線の研究は、レーダーシステムの応用において大きな科学的意義を持っています。マイクロ波光子技術.

光ファイバー遅延線の設計

光スイッチをベースとした光ファイバ遅延線は、異なる光路を選択することで、光スイッチを通して異なる時間遅延を実現します。この種の方式の基本原理は、光路を変更することで異なる遅延を実現することです。これは典型的な離散型光ファイバ遅延線であり、その典型的な構造を図に示します。

 

変調された光信号が光ファイバーを介して伝送された後、光スイッチアレイによって対応する遅延を生成する光路が選択され、その光スイッチをオンにし、他の光スイッチをオフにすることで必要な遅延を実現できます。この種の光ファイバ遅延線の利点は、大きな遅延を実現できること、実現方法が簡単であること、そして異なる光スイッチの選択に応じて対応する特性が異なることです。