Устройства аналоговых фотонных сетей в аппаратуре АФАР

• Автор: Зайцев, Дмитрий Феоктистович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 262 с. : ил.

Список сокращений
АТТ - аттенюатор
АФАР - активная фазированная антенная решетка
АЦП - аналога - цифровой преобразователь
АЭС - атомная электростанция
БИВОЛЗ - бинарная волоконно - оптическая линия задержки
БВР - Брэгговская волоконная решетка
БПЛА - беспилотные летательные аппараты
воле - волоконно-оптические линии связи
ВЧ - высокая частота
ДН - диаграмма направленности
кев - коэффициент стоячей волны
кнд - коэффициент направленного действия
лз - линия задержки
ЛФД - лавинный фотодиод
МШУ - малошумящий усилитель
ОР - оптический разветвитель
ПВО - противовоздушная оборона
пом - передающий оптический модуль
ПРОМ - приемный оптический модуль
РЛС - радиолокационная станция
СВЧ - сверхвысокая частота
ски - сверхкороткие импульсы
сшп - сверхширокополосный
ТКФ - температурный коэффициент фазы
тквз - термический коэффициент вариации времени задержки
ФАР - фазированные антенные решетки
шп - широкополосный
ЭМИ - электромагнитный импульс
ЭМС - электромагнитная совместимость

Глава 1.
Глава 2.
Глава 3.

Глава 4.
Глава 5.
Глава 6.
Анализ основных факторов фазовой нестабильности в многоканальных волоконно - оптических системах разводки СВЧ сигналов в ФАР (АФАР).
Анализ температурного дрейфа фазочастотных характеристик и временной задержки сигнала в гетеролазерах.
Минимизация амплитудно - фазового шума посредством оптимизации по шумам режимов работы входных каскадов фотоприемников и повышения коэффициента передачи ВОЛС.
Анализ фазостабильных волоконно -оптических линий для систем фазовой синхронизации ~ ‘ ~
ФАР и АФАР.
Глава 7.
Заключение
Анализ структур многоканальных систем фазостабильной разводки сигналов ФАР.
Экспериментальное исследование макета многоканальной волоконно — оптической фазостабильной разводки СВЧ сигналов для ФАР.
Экспериментальное исследование макета сверхширокополосной волоконно -оптической разводки СВЧ сигналов для АФАР СКИ.
Список использованной литературы Основные публикации материалов диссертации
Приложение Некоторые дополнительные применения устройств аналоговой фотоники в аппаратуре АФАР.
С.4-36 , 37

Общая характеристика диссертации
В диссертации представлены и обобщены результаты исследований, выполненных автором в период с 1977 г. по 2004 г. в НИИ физики при Воронежском государственном университете, в РТИ АН СССР им. акад. А. Л. Минца, ЗАО Центр - ВОСПИ и МИРЭА.
Актуальность работы. Фазированные антенные решетки (ФАР) и активные фазированные антенные решетки (АФАР), благодаря ряду преимуществ перед обычными антеннами, получили широкое распространение в современных системах связи и радиолокации. Активные ФАР широко применяются в современных и перспективных системах ПРО/ПВО дальнего обнаружения, корабельных системах раннего предупреждения, РЛС обнаружения артиллерийских позиций, новейших истребителей, а также в новейших системах авиационной коммерческой связи [1-5].
Как известно, АФАР превосходят ФАР по надежности, достижимой мощности, коэффициенту шума, полосе рабочи х частот и обладают лучшими массогабаритными характеристиками. Поэтому АФАР могут решать различные задачи, которые обычным ФАР недоступны. Практически вся аппаратура современных ФАР и АФАР создана на микроэлектронной твердотельной элементной базе, причем доминирующими в радиолокации, как и в радиоэлектронике в целом, на сегодняшний день являются цифровые методы передачи и обработки сигналов.
АФАР имеют высокий потенциал для решения современных задач. Однако традиционная радиоэлектронная аппаратура, в силу присущих ей ограничений, не может обеспечить полноценное функционирование широкополосных и особенно сверхширокополосных антенных решеток,

где: go - коэффициент усиления, ]4( - плотность электронов для "просветления" активной области лазера, тп и тр - время жизни электронов и фотонов соответственно, Г - коэффициент оптического ограничения, є -параметр нелинейного усиления, (3 - коэффициент спонтанной эмиссии, е -заряд электрона, V - объем активной области лазера, 1еГ = "эффективный" ток через активную область лазера, причем 1сГ = К I , где I - ток смещения лазера, К - коэффициент учитывающий Оже - рекомбинацию и ток утечки возникающий в основном из-за Оже-эффекта [84].
Для ІпОаАзР лазеров К « 0.6 - 0.8 при комнатной температуре. В случае малосигнальной высокочастотной модуляции система скоростных уравнений (7) может быть лианеризована. Для этого плотность фотонов, электронов и ток через активную область представим в виде:
где: п « N0 и э « Б0 ; N0 и Б0 - стационарные плотности электронов и фотонов соответственно, со = 2л4 - частота модуляции лазера.
Решая лианеризованную таким образом систему уравнений (7), после упрощения, получаем выражения для модуля АЧХ и ФЧХ полупроводникового лазера при малосигнальной высокочастотной модуляции:
Б = Бо + ееісИ ; К = М0 + пеію‘ ;І = І0 + іеіоИ
І А(со) І = [8отп + є] 80 / В 1/2
(8)
? 1/2 ф(со) = -агссоз{{^0тп+є]80-со [тптр( 1 +е80)]}/В } (9)
где: В = со2{тр80 ^0тп+ є]+ тр+тпє80}2 + {80^0тп+ а]- со2 [тптр( 1 +а 80)]}