Fiber Üzerinden RF Sistemine Giriş

Fiber Üzerinden RF Sistemine Giriş

RF üzerinden fiberMikrodalga fotoniğinin önemli uygulamalarından biridir ve mikrodalga fotonik radar, astronomik radyo telefoto ve insansız hava aracı iletişimi gibi gelişmiş alanlarda benzersiz avantajlar göstermektedir.

RF üzerinden fiberROF bağlantısıEsas olarak optik vericilerden, optik alıcılardan ve optik kablolardan oluşmaktadır. Şekil 1'de gösterildiği gibi.

Optik vericiler: Dağıtılmış geri beslemeli lazerler (DFB lazerFP lazerler düşük gürültü ve yüksek dinamik aralık gerektiren uygulamalarda kullanılırken, FP lazerler daha düşük gereksinimlere sahip uygulamalarda kullanılır. Bu lazerlerin dalga boyları 1310nm veya 1550nm'dir.

Optik alıcı: Optik fiber bağlantısının diğer ucunda, ışık alıcının PIN fotodiyodu tarafından algılanır ve bu fotodiyot ışığı tekrar akıma dönüştürür.

Optik kablolar: Çok modlu fiberlerin aksine, tek modlu fiberler düşük dağılımları ve düşük kayıpları nedeniyle doğrusal bağlantılarda kullanılır. 1310 nm dalga boyunda, optik fiberdeki optik sinyalin zayıflaması 0,4 dB/km'den azdır. 1550 nm'de ise 0,25 dB/km'den azdır.

ROF bağlantısı doğrusal bir iletim sistemidir. Doğrusal iletim ve optik iletimin özelliklerine dayanarak, ROF bağlantısı aşağıdaki teknik avantajlara sahiptir:

• Son derece düşük kayıp, fiber zayıflaması 0,4 dB/km'den az.

• Optik fiber ultra geniş bant iletimi, optik fiber kaybı frekanstan bağımsızdır.

Bu bağlantı, DC'den 40 GHz'e kadar daha yüksek sinyal taşıma kapasitesine/bant genişliğine sahiptir.

• Elektromanyetik girişim (EMI) önleme (Kötü hava koşullarında sinyalde herhangi bir etki olmaz)

• Metre başına daha düşük maliyet • Optik fiberler daha esnek ve hafiftir; dalga kılavuzlarının yaklaşık 1/25'i ve koaksiyel kabloların 1/10'u ağırlığındadır.

• Kullanışlı ve esnek yerleşim (tıbbi ve mekanik görüntüleme sistemleri için)

Optik vericinin yapısına göre, fiber üzerinden RF sistemi iki tipe ayrılır: doğrudan modülasyon ve harici modülasyon. Doğrudan modülasyonlu fiber üzerinden RF sisteminin optik vericisi, düşük maliyet, küçük boyut ve kolay entegrasyon avantajlarına sahip olan ve yaygın olarak kullanılan doğrudan modülasyonlu DFB lazeri kullanır. Bununla birlikte, doğrudan modülasyonlu DFB lazer çipinin sınırlaması nedeniyle, doğrudan modülasyonlu fiber üzerinden RF yalnızca 20 GHz'nin altındaki frekans bandında uygulanabilir. Doğrudan modülasyonla karşılaştırıldığında, harici modülasyonlu fiber üzerinden RF optik vericisi, tek frekanslı bir DFB lazer ve bir elektro-optik modülatörden oluşur. Elektro-optik modülatör teknolojisinin olgunluğu nedeniyle, harici modülasyonlu fiber üzerinden RF sistemi 40 GHz'den daha büyük frekans bandında uygulamalar gerçekleştirebilir. Ancak, eklenmesi nedeniyle...elektro-optik modülatörSistem daha karmaşık hale gelir ve uygulamaya elverişli olmaz. ROF bağlantı kazancı, gürültü katsayısı ve dinamik aralık, ROF bağlantılarının önemli parametreleridir ve üçü arasında yakın bir bağlantı vardır. Örneğin, düşük gürültü katsayısı geniş bir dinamik aralık anlamına gelirken, yüksek kazanç sadece her sistem için gerekli olmakla kalmaz, aynı zamanda sistemin diğer performans yönleri üzerinde de daha büyük bir etkiye sahiptir.