The 27 reference contexts in paper A. Bikmetov R., A. Shumov V., S. Nefedov I., А. Бикметов Р., А. Шумов В., С. Нефедов И. (2016) “Концепция построения радиолокационной станции на основе элементов радиофотоники // The Concept of Building a Radar Station Based on the Microwave Photonics Components” / spz:neicon:technomag:y:2016:i:5:p:41-65

  1. Start
    2527
    Prefix
    Баумана 41 Одним из перспективных направлений создания альтернативной аппаратуры является использование оптических методов синтеза, преобразования, передачи и обработки радиочастотных сигналов, а именно использование радиофотоники в РЛС
    Exact
    [3]
    Suffix
    . Применение элементов радиофотоники обеспечит значительное улучшение следующих основных тактико-технических характеристик РЛС: - резко повысит разрешающую способность по дальности и информативность – за счет возможности значительного (на несколько порядков) расширения эффективной полосы сигнала; - увеличит дальность обнаружения – за счет снижения потерь в длинных линиях при использовании опт
    (check this in PDF content)

  2. Start
    4263
    Prefix
    частей подсистем АФАР на основе электрооптических модуляторов (ЭОМ) и демодуляторов, источников и приемников оптического излучения, усилителей оптического сигнала, оптических линий задержки (ОЛЗ) и/или фазовращателей, ВОЛС и оптических пассивных элементов. Большинство статей по применению радиофотоники в системах радиолокации ограничивается обзором отдельных узлов и элементной базы. В
    Exact
    [2, 3]
    Suffix
    приведены примеры реализации различных радиофотонных устройств: радиофотонные аналоговые тракты, радиофотонные аналоговые процессоры, радиофотонные автогенераторы гармонических сигналов, ФАЦП и т.д.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    4487
    Prefix
    В [2, 3] приведены примеры реализации различных радиофотонных устройств: радиофотонные аналоговые тракты, радиофотонные аналоговые процессоры, радиофотонные автогенераторы гармонических сигналов, ФАЦП и т.д. В работах
    Exact
    [3, 6]
    Suffix
    приведен обзор иностранных достижений в области радиофотонных РЛС, достаточно подробно описана физика процессов в радиофотонных элементах, детально проработан многоканальный приемопередающий модуль, показаны отдельные варианты технических решений по созданию узлов РЛС.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    4773
    Prefix
    В работах [3, 6] приведен обзор иностранных достижений в области радиофотонных РЛС, достаточно подробно описана физика процессов в радиофотонных элементах, детально проработан многоканальный приемопередающий модуль, показаны отдельные варианты технических решений по созданию узлов РЛС. В работах
    Exact
    [6, 7]
    Suffix
    подробно описаны основные типовые схемы реализации ФАЦП, приведены как практически достигнутые, так и перспективные технические характеристиНаука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана 42 ки, предложены варианты реализации приема с оптической предобработкой сигнала, применимые в радиофотонной РЛС.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    5461
    Prefix
    Например, в работах [8 - 10] показана техническая реализация волоконно-оптического лазерного модуля, волоконно-оптической линии передачи СВЧсигналов, фазостабильной многоканальной разводки синхросигналов от 2 до 20 ГГц между 64 элементами [11 - 14]. Созданы экспериментальные стенды
    Exact
    [15, 16]
    Suffix
    оптического широкополосного адаптивного радара, демонстрирующего возможности сопряжения всей цепочки радиофотонных элементов для одноканальной системы. Проработаны математические модели отдельных узлов [17, 18].
    (check this in PDF content)

  6. Start
    5678
    Prefix
    Созданы экспериментальные стенды [15, 16] оптического широкополосного адаптивного радара, демонстрирующего возможности сопряжения всей цепочки радиофотонных элементов для одноканальной системы. Проработаны математические модели отдельных узлов
    Exact
    [17, 18]
    Suffix
    . В литературе приведены также отдельные попытки синтеза структурных схем многоканальной радиолокационной станции с АФАР на основе радиофотоники. Например, в работе [19] предложен вариант блок-схемы крупноапертурной АФАР, приведены предложения по возможностям использования отдельных элементов радиофотоники для ее технической реализации, сформулированы общие требования к ее характеристикам.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    5849
    Prefix
    Проработаны математические модели отдельных узлов [17, 18]. В литературе приведены также отдельные попытки синтеза структурных схем многоканальной радиолокационной станции с АФАР на основе радиофотоники. Например, в работе
    Exact
    [19]
    Suffix
    предложен вариант блок-схемы крупноапертурной АФАР, приведены предложения по возможностям использования отдельных элементов радиофотоники для ее технической реализации, сформулированы общие требования к ее характеристикам.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    6100
    Prefix
    Например, в работе [19] предложен вариант блок-схемы крупноапертурной АФАР, приведены предложения по возможностям использования отдельных элементов радиофотоники для ее технической реализации, сформулированы общие требования к ее характеристикам. Предложенная в работе
    Exact
    [20]
    Suffix
    cтруктурная схема РЛС с использованием ВОЛС содержит лишь приемопередающий тракт на основе радиофотонных элементов, однако такое решение не позволяет реализовать все преимущества радиофотонных РЛС.
    (check this in PDF content)

  9. Start
    6416
    Prefix
    Предложенная в работе [20] cтруктурная схема РЛС с использованием ВОЛС содержит лишь приемопередающий тракт на основе радиофотонных элементов, однако такое решение не позволяет реализовать все преимущества радиофотонных РЛС. В [21 - 24] предложены схемы АФАР с фотонным диаграммообразованием на ОЛЗ с излучателями в виде антенны Вивальди. В
    Exact
    [25]
    Suffix
    описаны технические достижения в области применения радиофотоники за ближайшие несколько лет. Предложены блок-схемы оптоэлектронных генераторов (ОЭГ), оптического фазо-кодового модулятора, оптического фильтра, схема оптического диограммообразования для антенной решетки и принцип аналого-цифрового преобразования в радиофотонных системах.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    9007
    Prefix
    Синтезатор опорных частот – устройство, вырабатывающее сетку рабочих частот, обеспечивая синфазность работы системы. Радиофотонные опорные синтезаторы имеют более чем на порядок лучшие характеристики по шумам и стабильности при одновременном уменьшении на два порядка габаритов и энергопотребления
    Exact
    [26]
    Suffix
    . Синхронизатор посылает стартовый импульс (Sстарт) на УФЗС. УФЗС генерирует зондирующие сигналы (ЗС) на оптической несущей, которые подводятся к антенной системе по многомодовому оптическому волокну.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    10432
    Prefix
    Перестраиваемая ОЛЗ управляется сигналами, поступающими от СУЛ. Рисунок 4 – Временной способ сканирования для эквидистантной антенной решетки, t0 –временная задержка управляемых ОЛЗ от 1 до n-й
    Exact
    [3]
    Suffix
    Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана 46 После попадания оптического импульса на фотодетектор выделяется радиочастотная компонента на выходе фотоприемника, которая поступает на вход цепочки усилителей.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    13434
    Prefix
    Именно под эти диапазоны длин волн (850, 1300, 1550 нм) разработаны устройства излучения, преобразования и обработки оптического сигнала. Рисунок 6 – Окна прозрачности оптических волокон
    Exact
    [27]
    Suffix
    В разрабатываемой радиофотонной РЛС предлагается использовать элементную базу на оптической длине волны 1550 нм. Выбор длины волны связан с наименьшим затуханием и наиболее полном комплекте компонентов с удовлетворяющими характеристиками.
    (check this in PDF content)

  13. Start
    14108
    Prefix
    Перспективные проекты на основе мод шепчущих галерей (МШГ): – оптоэлектронный генератор на основе модулятора на модах шепчущих галерей (ММШГ); – оптические гребёнки на основе ММШГ с керровской нелинейностью. В работе
    Exact
    [28]
    Suffix
    предложен и изготовлен ОЭГ с резонансным ММШГ (рисунок 7, 8). Устройство характеризуется малым порогом и низким потреблением энергии. К недостаткам устройства можно отнести низкий порог насыщения и малую выходную мощность, а также возможность переноса шумов света на микроволновый сигнал.
    (check this in PDF content)

  14. Start
    14444
    Prefix
    К недостаткам устройства можно отнести низкий порог насыщения и малую выходную мощность, а также возможность переноса шумов света на микроволновый сигнал. Рисунок 7 – ОЭГ на основе нелинейного ММШГ
    Exact
    [29]
    Suffix
    Коммерчески производимые фирмой OEwaves микрооптоэлектронные осцилляторы работают на частоте 35 ГГц и обеспечивают очень низкий уровень фазовых шумов 108 дБн/Гц на отстройке 10 кГц [30]. Стационарные оптоэлекторнные осцилляторы этой компании на частоте 8...10 ГГц обеспечивают уровень фазового шума -163 дБн/Гц на отстройке 10 кГц, а в компактном исполнении -140 дБн/Гц [31] .
    (check this in PDF content)

  15. Start
    14609
    Prefix
    Рисунок 7 – ОЭГ на основе нелинейного ММШГ [29] Коммерчески производимые фирмой OEwaves микрооптоэлектронные осцилляторы работают на частоте 35 ГГц и обеспечивают очень низкий уровень фазовых шумов 108 дБн/Гц на отстройке 10 кГц
    Exact
    [30]
    Suffix
    . Стационарные оптоэлекторнные осцилляторы этой компании на частоте 8...10 ГГц обеспечивают уровень фазового шума -163 дБн/Гц на отстройке 10 кГц, а в компактном исполнении -140 дБн/Гц [31] . Рисунок 8 – Вид ОЭГ на основе нелинейного ММШГ [30] Наука и образование.
    (check this in PDF content)

  16. Start
    14773
    Prefix
    нелинейного ММШГ [29] Коммерчески производимые фирмой OEwaves микрооптоэлектронные осцилляторы работают на частоте 35 ГГц и обеспечивают очень низкий уровень фазовых шумов 108 дБн/Гц на отстройке 10 кГц [30]. Стационарные оптоэлекторнные осцилляторы этой компании на частоте 8...10 ГГц обеспечивают уровень фазового шума -163 дБн/Гц на отстройке 10 кГц, а в компактном исполнении -140 дБн/Гц
    Exact
    [31]
    Suffix
    . Рисунок 8 – Вид ОЭГ на основе нелинейного ММШГ [30] Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана 49 В работах [32 - 35] представлены экспериментальные фотонные СВЧ генераторы, основанные на эффекте мод шепчущей галереи.
    (check this in PDF content)

  17. Start
    14819
    Prefix
    Стационарные оптоэлекторнные осцилляторы этой компании на частоте 8...10 ГГц обеспечивают уровень фазового шума -163 дБн/Гц на отстройке 10 кГц, а в компактном исполнении -140 дБн/Гц [31] . Рисунок 8 – Вид ОЭГ на основе нелинейного ММШГ
    Exact
    [30]
    Suffix
    Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана 49 В работах [32 - 35] представлены экспериментальные фотонные СВЧ генераторы, основанные на эффекте мод шепчущей галереи. Актуальный обзор работ по оптическим гребенкам в МШГ представлен в [36 - 38]. 2.2 Источники оптического когерентного излучения Источник оптического когерентного излучения является функциональным узлом УФЗС радиофотонной
    (check this in PDF content)

  18. Start
    15381
    Prefix
    работ по оптическим гребенкам в МШГ представлен в [36 - 38]. 2.2 Источники оптического когерентного излучения Источник оптического когерентного излучения является функциональным узлом УФЗС радиофотонной АФАР. Существуют различные проекты в области высокоэффективных перспективных источников оптического когерентного излучения широкого диапазона мощности, которые представлены в работах
    Exact
    [39, 40]
    Suffix
    . Для реализации УФЗС радиофотонной АФАР хорошо применимы DFB лазеры.Компании Emcore, CNI LASER, PRINCETON LIGHTWAVE, GOOCH & HOUSEGO, WAVESPECTRUM LASER предоставляют широкий выбор лазерных фотодиодов и DFB лазеров (таблица 1).
    (check this in PDF content)

  19. Start
    15661
    Prefix
    Для реализации УФЗС радиофотонной АФАР хорошо применимы DFB лазеры.Компании Emcore, CNI LASER, PRINCETON LIGHTWAVE, GOOCH & HOUSEGO, WAVESPECTRUM LASER предоставляют широкий выбор лазерных фотодиодов и DFB лазеров (таблица 1). Таблица 1 – характеристики лазеров
    Exact
    [41]
    Suffix
    Производитель/наименование Длина волны, нм Выходная оптическая мощность, мВт Тип волокна Темновой ток фотодиода, мкА Диапазон рабочих температур, оС EMCORE / 2522C-SF-DC1310 /1550 10 Одномод. 0,005 -40...+85 SA лазерный диод EMCORE / Лазер 1782 1550 100 Одномод. < 0,1 -20...+65 DWDM High Power CW Source Laser EMCORE / 1782 - DFB 1528 – 1560 40 -100 Одномод. – -20... +65 лазе
    (check this in PDF content)

  20. Start
    16621
    Prefix
    - DFB лазерный диод 1529,5 – 1563,4 До 100 Одномод. < 0,1 -20... +70 WAVESPECTRUM LASER / WSLX-1550-650m-H - лазерный диод 1550±20 600...650 Многомод. – -40... +60 В таблице 2 приведены характеристики отечественных источников оптического излучения производства НПФ ДИЛАЗ г. Москва. Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана 50 Таблица 2 – характеристики лазеров НПФ ДИЛАЗ
    Exact
    [42]
    Suffix
    Производитель/наименование Длина волны, нм Выходная оптическая мощность, мВт Тип волокна Темновой ток фотодиода, мкА Диапазон рабочих температур, оС НПФ ДИЛАЗ / 1270...1350 5 Одномод. 10 -20... +55 ДМПО131Н-14 НПФ ДИЛАЗ / ДМПО1551310 /1550 5 Одномод. 10 -20... +60 21 2.3 Модуляторы Современные ЭОМ создаются на основе кристаллов ниабата лития (LiNbO3) или тантал
    (check this in PDF content)

  21. Start
    18816
    Prefix
    В последнее время, чаще используются приёмники построенные на интегральных компонентах, что позволило существенно снизить размеры приемников и увеличить надёжность. В таблице 4 приведены основные характеристики фотодетекторов зарубежных и отечественных производителей. Таблица 4 – Характеристики фотоприемников
    Exact
    [41,42]
    Suffix
    Производитель/наименование Диапазон оптических длин волн, нм Рабочая полоса, ГГц Чувствительность А/Вт Диапазон рабочих температур, оС EMCORE / Фотодиод 1280...1580 22 0,6 -40...+85 2522C-SF-DC-FA EMCORE / SIRU3022 .05– 22 GHz оптический 22 ГГц приемник 1310 / 1550 0,05 – 22 0,5 -40...+70 Picometrix / Балансый фотоприемник 43 GHz BPDV2150R 1480...1620 22 0,6 0... +75 Picometrix
    (check this in PDF content)

  22. Start
    19917
    Prefix
    Основной составляющей ОУ EDFA является легированное ионами эрбия ОВ. В таблице 5 приведены основные характеристики ОУ зарубежных и отечественных производителей. Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана 52 Таблица 5 – Характеристики ОУ
    Exact
    [41,49]
    Suffix
    Производитель / наименование Диапазон оптических длин волн, нм Средняя входная мощность, мкВт Средняя выходная мощность, мВт Диапазон рабочих температур, оС KEOPSYS/ PEFA-LP-C - эрбиевый усилитель импульсных сигналов 1535 – 1565 16 До 2200 -10...+65 EMCORE / OTS-2OP 1532 – 1565 0,03 25 0...+50 ЗАО НОЛАТЕХ/ Оптический усилитель с драйвером ПОУ-1550 1510 – 1550 10 2 -10...+65
    (check this in PDF content)

  23. Start
    20545
    Prefix
    1532 – 1565 0,03 25 0...+50 ЗАО НОЛАТЕХ/ Оптический усилитель с драйвером ПОУ-1550 1510 – 1550 10 2 -10...+65 2.6 Оптические линии задержки ОЛЗ обеспечивают угол поворота фазы радиочастотной составляющей для формирования диаграммы направленности АФАР в нужном направлении, как показано на рисунке 4. В таблице 6 приведены основные характеристики ОЛЗ. Таблица 6 – Характеристики ОЛЗ
    Exact
    [41]
    Suffix
    Производитель/наименование Диапазон оптических длин волн, нм Время задержки Дискрет Диапазон рабочих температур, оС Photonics/Линия задержки 1260...1650 0...1120 пс 1 фс -20...+60 MDL-002-I-15-1-FC/APC-PP Photonics/ VDL-001 - оптиче1260...1650 0...1120 пс 10 пс 0...+40 ская линия задержки ALNAIR LABS / ADL-100 - программируемая оптическая линия задержки 800 до 1700 До 2,5нс 10 фс
    (check this in PDF content)

  24. Start
    21026
    Prefix
    /Линия задержки 1260...1650 0...1120 пс 1 фс -20...+60 MDL-002-I-15-1-FC/APC-PP Photonics/ VDL-001 - оптиче1260...1650 0...1120 пс 10 пс 0...+40 ская линия задержки ALNAIR LABS / ADL-100 - программируемая оптическая линия задержки 800 до 1700 До 2,5нс 10 фс 0...+40 2.7 ФАЦП Обсуждению возможных характеристик ФАЦП посвящён ряд исследований, в частности [ 5 0 - 52]. В статье
    Exact
    [6]
    Suffix
    проведён обзор работ в области фотонных методов выполнения преобразования электрических аналоговых сигналов в электрические цифровые сигналы, рассмотрен текущий мировой уровень ФАЦП. К настоящему времени технологии электронных АЦП обеспечивают возможности выполнения серийными устройствами преобразования со скоростями дискретизации свыше 60 Гвыб/с для сигналов с шириной полосы частот боле
    (check this in PDF content)

  25. Start
    21779
    Prefix
    полосы частот более 15 ГГц при достижении эффективного числа бит (ЭЧБ) около 8 [53 - 55]; имеются также сведения о новейших экспериментальных устройствах с еще более высокими характеристиками. Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана 53 В таблице 7 приведены некоторые примеры практически достигнутых характеристик ФАЦП. Таблица 7 – Примеры практически достигнутых характеристик ФАЦП
    Exact
    [6]
    Suffix
    Характеристики Тип системы Электронный АЦП с оптическим тактовым управлением ФАЦП с оптической дискретизацией и электронным квантованием ФАЦП с оптическим квантованием АЦП с оптической предобработкой Максимальная скорость и/или полоса преобразования (при ЭЧБ) Полоса сигнала 40 ГГц (3,5 бит), 2003 г. 81 Гвыб/с в полосе 10 ГГц (2,1 бита), 2005 г. 40 Гвыб/с (3,45 бит для тона 2
    (check this in PDF content)

  26. Start
    22661
    Prefix
    Для реализации РЛС с АФАР на основе элементной базы радиофотоники предлагается использовать аналого-цифровую преобразовательную систему с оптической предобработкой: «быстрые» АЦП на основе «медленных», предложенную в
    Exact
    [6]
    Suffix
    . Результаты расчета На основе доступных исходных данных [ 5 6, 57] для современной РЛС типа Воронеж-М метрового диапазона длин волн с помощью пакета MatLab был проведен сравнительный анализ основных тактико-технических характеристик, при реализации ее основных узлов на классической элементной базе и с учетом применения элементов радиофотоники.
    (check this in PDF content)

  27. Start
    22721
    Prefix
    Для реализации РЛС с АФАР на основе элементной базы радиофотоники предлагается использовать аналого-цифровую преобразовательную систему с оптической предобработкой: «быстрые» АЦП на основе «медленных», предложенную в [6]. Результаты расчета На основе доступных исходных данных
    Exact
    [ 5 6, 57]
    Suffix
    для современной РЛС типа Воронеж-М метрового диапазона длин волн с помощью пакета MatLab был проведен сравнительный анализ основных тактико-технических характеристик, при реализации ее основных узлов на классической элементной базе и с учетом применения элементов радиофотоники.
    (check this in PDF content)