Динамические запоминающие устройства импульсных радиосигналов на основе бинарных волоконно-оптических структур

• Автор: Горбунов, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АОЛЗ - акустооптическая линия задержки
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика
ВОЛЗ - волоконно-оптическая линия задержки
вое - волоконно-оптическая структура
ВС - волоконный световод
ДЗУ - динамическое запоминающее устройство
ИПЛ - инжекционный полупроводниковый лазер
лз - линия задержки
лчм - линейная частотная модуляция
ПВО - направленный волоконный ответвитель
ок - оптический ключ
ОУ - оптический усилитель
пмд - поляризационная модовая дисперсия
пом - передающий оптический модуль
ПРОМ - приемный оптический модуль
РТП - радиотехнический процессор
РФ - Российская Федерация
СВЧ - сверхвысокочастотный
сшп - сверхширокополосный
ФД - фотодетектор
ФГТМ - фотоприемный модуль
ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь
СРМ - cross-phase modulation (перекрестная фазовая модуляция)
DSF - dispersion-shifted fiber (волокно со смещенной дисперсией)
EDFA - erbium doped fiber amplificator (оптический усилитель на волокне, легированном эрбием)
FWM - four-wave mixing (четырехволновое смешивание)
NZDSF - non-zero dispersion shifted fiber (волокно с ненулевой смещенной дисперсией)
SBS - stimulated Brillouin scattering (вынужденное бриллюэновское рассеивание)
SF - standard fiber (стандартное волокно)
SPM - self-phase modulation (фазовая автомодуляция)
SRS - stimulated Raman scattering (вынужденное рамановское рассеивание)
WDW - wavelength division multiplexing (мультиплексирование по длине волны)

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
1.1 Анализ существующих методов обеспечения задержки радиосигналов
1.2 Особенности построения динамических запоминающих устройств с цифровой памятью
1.3 Разработка методики и проведение сравнительного анализа динамических запоминающих устройств на основе волоконно-оптических структур различных типов
1.4 Постановка научной задачи
2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ БИНАРНОЙ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ
2.1 Принцип работы динамического запоминающего устройства на основе бинарной волоконно-оптической структуры
2.2 Анализ и количественная оценка потерь сигнала в устройстве
23 Разработка и анализ сигнальной модели устройства
2.4 Анализ шумовых свойств устройства
2.5 Анализ обеспечения требуемой полосы пропускания и динамического диапазона устройства
2.6 Выводы
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФОРМИРОВАНИЯ КОПИЙ И ПОВЫШЕНИЯ ИДЕНТИЧНОСТИ В ДИНАМИЧЕСКИХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ НА ОСНОВЕ БИНАРНЫХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СТРУКТУР
3.1 Разработка метода управления процессом формирования копий
3.2 Разработка метода повышения идентичности формируемых копий
3.3 Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ДИНАМИЧЕСКИХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СТРУКТУР
4.1 Цель и программа экспериментальных исследований
4.2 Предварительная оценка погрешностей измерений

4.3 Исследование тракта преобразования "радиосигнал - оптическое излучение -радиосигнал"
4.4 Исследование СВЧ усилителей
4.5 Испытание макета волоконно-оптической линии задержки
СВЧ радиосигналов
4.6 Определение чувствительности и динамического диапазона
4.7 Формулировка требований к элементам динамических запоминающих устройств на основе бинарных волоконно-оптических структур
4.8 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица
Максимальное количество копий М5 для ДЗУ на основе разветвляющегося соединения НВО
м8 Число каскадов N
1 2 3 4 5
при КВолз=0,9 2 6 6 6 6
при КВолз=0,95 2 8 13 13 13
при КВолз=0,998 2 8 26 80 242
Из табл." 1.2 видно, что максимальное значение М5 определяется коэффициентом Кволз- Так, при КВолз=0,9 возможно формирование только шести копий, удовлетворяющих условию 8=0,5, при КВолз=0Д5 - Мд=13, при КВолз=0,998 -М5=346.
Общая длина ВС при построении И-каскадного ДЗУ на основе разветвляющегося соединения НВО (количество формируемых копий М+1=Зм) определяется по формуле
Тобщ=Ьвс£з<м+,-"> =1,5Ьвс(3>'-1) = 1,5МЪВС.

Общая длина используемого ВС для ДЗУ данного типа в 1,5 раза превышает длину ВС в ДЗУ на основе многоотводных ВОЛЗ.
Общее количество НВО Инво* необходимых для построения И-каскадного ДЗУ (см. рис. 1.9), определяется формулой
Ннво = ЕЗ(п-1) = 0,5 (Зм-1) = 0,5М.

Если задано необходимое количество формируемых копий (М+1), то в ДЗУ на основе разветвляющегося соединения НВО необходимо использование N каскадов, причем
ы,сеЦ|УН±!Г
I 183 ,
где сеП(х) - ближайшее целое число, не меньшее х.
Таким образом, проведенный анализ показал, что ДЗУ на основе разветвляющегося соединения НВО обладают высокой идентичностью копий. Неиден-тичность копий определяется только различием общей длины ВОЛЗ, участвующих в формировании той или иной копии. Устройства данного типа формируют фиксированное количество копий, определяемое степенью числа 3. Однако ДЗУ данного типа характеризуется значительным числом используемых НВО и сравнительно высоким расходом волоконного световода.