光ファイバーRFシステム入門

光ファイバーRFシステム入門

光ファイバー経由のRFこれはマイクロ波フォトニクスの重要な応用例の一つであり、マイクロ波フォトニックレーダー、天体電波望遠鏡、無人航空機通信などの先端分野において比類のない利点を示している。

光ファイバー上のRFROFリンク主に光送信機、光受信機、および光ケーブルで構成されています。図1に示します。

光送信機：分布帰還レーザー（DFBレーザー）は低ノイズかつ高ダイナミックレンジの用途に用いられる一方、FPレーザーは要求の低い用途に用いられる。これらのレーザーの波長は1310nmまたは1550nmである。

光受信器：光ファイバーリンクのもう一方の端では、受信器のPINフォトダイオードによって光が検出され、光が電流に変換されます。

光ケーブル：マルチモードファイバーとは対照的に、シングルモードファイバーは分散と損失が低いため、直線リンクで使用されます。波長1310nmでは、光ファイバー内の光信号の減衰は0.4dB/km未満です。1550nmでは、0.25dB/km未満です。

ROFリンクは線形伝送システムです。線形伝送と光伝送の特性に基づき、ROFリンクには以下の技術的利点があります。

・極めて低い損失、光ファイバーの減衰は0.4 dB/km未満

・光ファイバーは超広帯域伝送が可能で、光ファイバーの損失は周波数に依存しない。

このリンクは、DCから40GHzまでのより高い信号伝送容量/帯域幅を備えています。

・電磁干渉（EMI）対策（悪天候時でも信号に影響なし）

・メートルあたりのコストが低い ・光ファイバーはより柔軟で軽量であり、導波管の約1/25、同軸ケーブルの約1/10の重量である

・便利で柔軟なレイアウト（医療用および機械用画像システム向け）

光送信機の構成により、RF over Fiber システムは直接変調と外部変調の 2 種類に分けられます。直接変調 RF over Fiber システムの光送信機は、低コスト、小型、容易な統合という利点を持つ直接変調 DFB レーザーを採用しており、広く使用されています。しかし、直接変調 DFB レーザー チップの制約により、直接変調 RF over Fiber は 20GHz 未満の周波数帯域でのみ使用できます。直接変調と比較して、外部変調 RF over Fiber 光送信機は、単一周波数 DFB レーザーと電気光学変調器で構成されています。電気光学変調器技術の成熟により、外部変調 RF over Fiber システムは 40GHz を超える周波数帯域で使用できます。しかし、電気光学変調器システムはより複雑で、アプリケーションには適していません。ROFリンクのゲイン、ノイズ指数、ダイナミックレンジはROFリンクの重要なパラメータであり、この3つの間には密接な関係があります。たとえば、ノイズ指数が低いほどダイナミックレンジが広くなり、ゲインが高いことはすべてのシステムで必要とされるだけでなく、システムの他のパフォーマンス面にも大きな影響を与えます。