광 스위치 기반 광섬유 지연선

광섬유 지연선의 원리

전광 신호 처리에서 광섬유는 신호 지연, 확장, 간섭 등의 기능을 구현할 수 있습니다. 이러한 기능들을 적절히 활용하면 전광 영역에서의 정보 처리를 실현할 수 있습니다. 특히 광섬유의 지연 기능은 광섬유 지연선으로 구현할 수 있습니다. 일반적인 단일 모드 광섬유를 예로 들면, 광 신호 동작 파장인 1550nm를 200m 전송할 때 1μs의 지연을 달성할 수 있으며, 이때 삽입 손실은 0.04dB에 불과합니다. 기존 마이크로파 지연선의 삽입 손실이 수십 dB에 달하는 것과 비교하면, 광섬유 지연선은 삽입 손실을 거의 2배 가까이 줄여 광섬유 지연선의 경쟁력을 크게 향상시킵니다. 또한, 광섬유는광 지연선광섬유 지연선은 소형, 경량, 넓은 시간 대역폭 곱, 강력한 전자기 간섭 방지 능력 등의 특징을 지니고 있어 마이크로파 지연선의 강력한 경쟁자로 부상하고 있으며, 많은 분야에서 마이크로파 지연선을 완전히 대체할 수 있습니다. 기존 마이크로파 지연선과 비교했을 때, 광섬유 지연선은 높은 시간 대역폭 곱을 제공하여 시스템의 우수한 주파수 측정 해상도, 높은 감도 및 뛰어난 신호 차단 능력을 보장하며, 고해상도 레이더 시스템과 같은 지연선의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 또한, 광섬유 지연선의 동작 주파수는 100GHz 이상으로 매우 높아, 수백MHz의 동작 주파수를 갖는 표면 음향파 지연선이나 수십MHz의 동작 주파수를 갖는 CCD 지연선과 비교했을 때 수 자릿수 차이가 납니다. 향후 통신 레이더 및 기타 시스템이 고주파 대역으로 전환될 추세를 고려할 때, 광섬유 지연선은 상당한 이점을 제공합니다. 뿐만 아니라, 광섬유 지연선은 단위 지연 손실이 주파수에 독립적이라는 특징도 가지고 있습니다. 이러한 광섬유 지연선의 고유한 장점들은 신호 처리 분야에서 광섬유 지연선의 잠재력을 분명히 입증합니다.

광섬유 지연선의 응용

광섬유 지연선의 기본 기능은 신호를 지연시키는 것으로, 이를 통해 전광 저장 및 시프트 등가 기능을 구현할 수 있으며, 위상 배열 레이더, 광섬유 통신 시스템, 광 컴퓨터 시스템 및 전자 방해 장치 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 위상 배열 레이더에서 위상 배열 안테나는 핵심 부품이며, 위상 배열 안테나의 주요 기능은 합성 빔의 패턴 기능을 변경하여 안테나 빔 형상 변경 및 빔의 빠른 스캔을 구현하는 것입니다. 이러한 기능은 안테나 유닛 내 신호의 진폭 및 위상 정보를 제어함으로써 달성되므로 지연선은 필수적인 부품입니다. 마이크로파 지연선과 비교했을 때, 광섬유 지연선(FDL)은 대역폭이 더 넓고 빔 기울기 문제가 없습니다. 광 제어 위상 배열 안테나에서 FDL은 마이크로파 신호의 정확한 위상 할당 및 제어를 실현하고 에코 신호의 관련 잡음을 제거할 수 있으므로 위상 배열 안테나에 가장 적합한 선택이 될 수 있습니다. 레이더 표적 시뮬레이터에서는 FDL을 사용하여 다양한 거리의 신호를 모사합니다. 고주파 대역, 빠른 표적 전환 속도, 긴 표적 시뮬레이션 거리 등 현대 레이더 시스템의 레이더 표적 시뮬레이터에 요구되는 조건들을 고려할 때, 기존의 지연선으로는 이러한 요구 사항을 충족하기 어렵습니다. 따라서 광섬유 지연선(FDL)이 유일하게 적용 가능한 지연선으로 자리 잡았습니다. 더 나아가, 광섬유 통신 시스템에서 FDL은 신호 코딩 및 캐싱 기능도 구현할 수 있습니다. 요컨대, 광섬유 지연선은 여러 분야에서 중요한 응용 분야를 가지며 대체 불가능한 지위를 차지하고 있으므로, 고성능 광섬유 지연선에 대한 연구는 응용 분야에 있어 매우 중요한 과학적 의미를 지닙니다.마이크로파 광자 기술.

광섬유 지연선 설계

광 스위치를 기반으로 하는 광섬유 지연선은 광 스위치를 통해 서로 다른 광 경로를 선택하여 다양한 시간 지연을 구현합니다. 이러한 방식의 기본 원리는 광 경로를 변경하여 서로 다른 지연을 얻는 것입니다. 이는 전형적인 이산 광섬유 지연선이며, 그 구조는 그림에 나타나 있습니다.

 

변조된 광 신호가 광섬유를 통해 전송된 후, 광 스위치 어레이를 통해 해당 지연을 발생시키는 광 경로가 선택됩니다. 필요한 지연은 특정 광 스위치를 켜고 나머지 광 스위치를 끄는 방식으로 구현할 수 있습니다. 이러한 광섬유 지연선의 장점은 큰 지연을 구현할 수 있고, 구현 방법이 간단하며, 선택하는 광 스위치에 따라 다양한 특성을 얻을 수 있다는 점입니다.