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
    2575
    Prefix
    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
    4311
    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
    4532
    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
    4819
    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 характеристики, предложены варианты реализации приема с оптической предобработкой сигнала, применимые в радиофотонной РЛС.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    5504
    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
    5725
    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
    5896
    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
    6146
    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
    6461
    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
    9055
    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
    10478
    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
    После попадания оптического импульса на фотодетектор выделяется радиочастотная компонента на выходе фотоприемника, которая поступает на вход цепочки усилителей. После оконечного усилительного каскада радиосигнал через циркулятор попадает на излучатель антенны.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    13479
    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. 2.1 Радиофотонные генераторы Для высокопроизводительных радарных систем требуются генераторы с очень низким фазовым шумом для выделения слабых сигналов на
    (check this in PDF content)

  13. Start
    14152
    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
    14485
    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
    14647
    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] В работах [32 - 35] представлены экспериментальные фотонные СВЧ генераторы, основанные на эффекте мод шепчущей галереи.
    (check this in PDF content)

  16. Start
    14813
    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] 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 рад
    (check this in PDF content)

  17. Start
    14863
    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
    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 АФАР.
    (check this in PDF content)

  18. Start
    15428
    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
    15705
    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-DCSA лазерный диод 1310 /1550 10 Одномод. 0,005 -40...+85 EMCORE / Лазер 1782 DWDM High Power CW Source Laser 1550 100 Одномод. < 0,1 -20...+65 EMCORE / 1782 - DFB лазерный диод 1528 – 1560 40 -100 Одномод. – -
    (check this in PDF content)

  20. Start
    16664
    Prefix
    400 Одномод. – 0... +65 GOOCH & HOUSEGO / AA1406 - 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. 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 / ДМПО131Н-14 1270...1350 5 Одномод. 10 -20... +55 НПФ ДИЛАЗ / ДМПО15521 1310 /1550 5 Одномод. 10 -20... +60 2.3 Модуляторы Современные ЭОМ создаются на основе кристаллов ниабата лития (LiNbO3) или тантал
    (check this in PDF content)

  21. Start
    18859
    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 2522C-SF-DC-FA 1280...1580 22 0,6 -40...+85 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
    19958
    Prefix
    PIN фотодиоды ДФД300ТО 1300/1550 6 0,75/0,85 -60...+55 2.5 Оптические усилители Эрбиевые ОУ EDFA являются наиболее распространенным видом усилителя в сфере волоконно-оптических коммуникаций. Основной составляющей ОУ EDFA является легированное ионами эрбия ОВ. В таблице 5 приведены основные характеристики ОУ зарубежных и отечественных производителей. 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
    20589
    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 MDL-002-I-15-1-FC/APC-PP 1260...1650 0...1120 пс 1 фс -20...+60 Photonics/ VDL-001 - оптическая линия задержки 1260...1650 0...1120 пс 10 пс 0...+40 ALNAIR LABS / ADL-100 - программируемая оптическая линия задержки 800 до 1700 До 2,5нс 10 фс
    (check this in PDF content)

  24. Start
    21069
    Prefix
    /Линия задержки MDL-002-I-15-1-FC/APC-PP 1260...1650 0...1120 пс 1 фс -20...+60 Photonics/ VDL-001 - оптическая линия задержки 1260...1650 0...1120 пс 10 пс 0...+40 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
    21827
    Prefix
    свыше 60 Гвыб/с для сигналов с шириной 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. 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
    22709
    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
    22767
    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)