Унченко Иван Владимирович – старший преподаватель кафедры инженерной экологии техносферы Института радиоэлектроники и информатики, начальник отдела по разработке аппаратных средств Отделения инновации и разработки Научно-технологического центра "Наука"
пр. Вернадского, д. 78, Москва, 119454
Ivan V. Unchenko, Senior Lecturer at the Department of Engineering Ecology of the Technosphere of the Institute of Radioelectronics and Informatics, Head of the Hardware Development Department of the Innovation and Development Department of the Science and Technology Center "Science"
78, Vernadskogo Pr., Moscow 119454
Емельянов Андрей Александрович – старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории Отделения инновации и разработки Научно-технологического центра "Наука"
пр. Вернадского, д. 78, Москва, 119454
Andrey A. Emelyanov, Senior Researcher at the Research Laboratory of the Innovation and Development Department of the Science and Technology Center "Science"
78, Vernadskogo Pr., Moscow 119454
Введение. При проектировании современных бортовых систем связи, радиолокации и радиомониторинга остро стоит проблема улучшения качественных характеристик, таких, как увеличение рабочей частоты, расширение мгновенной полосы пропускания и повышения чувствительности приемника, улучшение электромагнитной совместимости. Кроме того, необходимо уменьшать размер системы, ее массу, мощность и стоимость. При этом полупроводниковая сверхвысокочастотная (СВЧ) электроника подошла к границам достижимых частотных и динамических характеристик. Одним из оптимальных решений данной проблемы является использование радиофотонной передающей линии при построении бортовых систем связи, радиолокации и радиомониторинга, в основе которой лежит модуляция лазерного излучения посредством электроабсорбции.
Цель работы. Основная цель данной статьи – исследование передаточных характеристик и коэффициента шума радиофотонной передающей линии, в основе которой лежит модуляция лазерного излучения посредством электроабсорбции, сопоставление теоретических расчетов и практических результатов.
Материалы и методы. Метод внешней модуляции с использованием электроабсорбционного модулятора (ЭАМ), математическое представление коэффициента передачи, коэффициента шума при использовании ЭАМ, метод сопоставления практических результатов в части коэффициента передачи, коэффициента шума и теоретических.
Результаты. Получены теоретические значения коэффициента передачи и коэффициента шума для радиофотонной передающей линии, в основу которой положен метод внешней модуляции с использованием ЭАМ. Представлены экспериментальные результаты исследования коэффициента передачи и коэффициента шума для радиофотонной линии в диапазоне частот от 100 МГц до 16 ГГц и сопоставлены с результатами как для наиболее близких серийно выпускаемых изделий зарубежного производства, так и отечественных исследований радиофотонных линий передачи сигнала.
Заключение. За счет использования ЭАМ и его главного достоинства в части возможности интеграции с лазерным излучателем был спроектирован и изготовлен малогабаритный промышленный образец радиофотонного приемопередатчика, способный передавать радиосигнал на десятки километров в диапазоне частот от 100 МГц до 12 ГГц с значением коэффициента передачи не менее −3 дБ и коэффициента шума не более 36 дБ на верхней рабочей частоте. При этом наиболее близкий аналог, изготавливаемый фирмой "Emcore", при схожих габаритах имеет коэффициент передачи на уровне −30 дБ и в качестве способа передачи использует непосредственную модуляцию лазерного излучения, что значительно снижает дальность передачи СВЧ-сигнала.
Introduction. Designers of modern on-board systems for communication, radar, and radio monitoring face the problem of improving their qualitative characteristics, including the operating frequency, instantaneous bandwidth, receiver sensitivity, and electromagnetic compatibility. In addition, the dimensions, weight, and power of such systems, as well their cost, should be minimized. However, the current semiconductor microwave electronics has reached its limits in terms of frequency and dynamic characteristics. A possible solution consists in the implementation of microwave photonic transmission lines in the design of on-board systems for communication, radar, and radio monitoring on the basis of modulation of laser radiation by means of electro-absorption.
Aim. To study the transfer characteristics and noise figure of a microwave photonic transmission line realized based on the modulation of laser radiation by means of electro-absorption. To compare the results of theoretical calculations and experimental investigations.
Materials and methods. The research methodology involved external modulation using an electro-absorption modulator (EAM), mathematical representation of the transmission coefficient, as well as comparison of the theoretical and practical results.
Results. Theoretical values of the transmission coefficient and noise figure for a microwave photonic transmission line based on the external modulation method using an EAM were obtained. Experimental values of the transmission coefficient and noise figure for a microwave photonic line in the frequency range from 100 MHz to 16 GHz were presented. The obtained data were compared with those of the nearest mass-produced products of foreign production and those presented in domestic publications on microwave photonic signal transmission lines.
Conclusion. The use of an EAM, whose main advantage consists in the possibility of integration with a laser emitter, allowed the authors to design and manufacture a small-sized industrial prototype of a radio-photonic transceiver, capable of transmitting a radio signal over tens of kilometers in the frequency range from 100 MHz to 12 GHz with a transmission coefficient of at least −3 dB and a noise figure no more than 36 dB at the upper operating frequency. At the same time, the closest analogue manufactured by Emcore with similar dimensions has a transmission coefficient of −30 dB and uses direct modulation of laser radiation as a transmission method, which significantly reduces the transmission range of the microwave signal.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.