研究目的
为了展示采用异构多芯光纤链路实现的微波相控阵天线的光束形成技术,从而实现分布式射频信号处理。
研究成果
该研究成功展示了利用色散工程异构多芯光纤实现相控阵天线的光束形成网络?;诙嘈竟庀说氖毖酉咄ü鹘诠獠ǔな迪挚傻鞑ㄊ赶?,避免了波束偏斜效应。该方法为微波光子学中光纤分布式信号处理及其他需要色度色散或群延迟调控的应用开辟了新途径。
研究不足
最小的纤芯(纤芯1和2)受制造误差影响更大,导致与设计的增量群延迟斜率出现偏差。这些纤芯可能不适用于需要精确空间分集信号处理的应用。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及设计和制造异质多芯光纤(MCF),作为采样真时延线(TTDL)用于光束形成。该MCF包含7个沟槽辅助纤芯,每个纤芯具有独特的尺寸和掺杂浓度,以实现不同的群延迟和色散特性。
2:样本选择与数据来源:
MCF采用Photon Design公司的数值软件Fimmwave设计,并由YOFC公司制造。光纤长度为5公里,两端熔接了扇入/扇出器件用于光的注入和提取。
3:实验设备与材料清单:
设备包括可调谐激光器、电光调制器(EOM)、掺铒光纤放大器(EDFA)、光电探测器(PD)、可变光衰减器(VOA)、可变光延迟线(VDL)和数字荧光示波器(DPO)。
4:实验步骤与操作流程:
实验设置包括用射频信号调制光信号,放大后将其分路至MCF各纤芯,并独立检测信号。通过测量纤芯间的相位差来确定波束指向角度。
5:数据分析方法:
利用测量的纤芯间相位差计算相控阵天线的阵列因子,通过调节光波长展示波束转向能力。
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Fimmwave
Photon Design
Numerical software used for designing the multicore fiber.
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Electro-optical modulator
Modulates the optical signal with the RF signal.
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Erbium-doped fiber amplifier
Amplifies the optical signal before splitting into the multicore fiber.
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Photodetector
Detects the optical signals from each core independently.
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Variable optical attenuator
Equalizes the output optical power of the samples for uniform amplitude distribution.
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Variable optical delay line
Compensates core group delay fabrication mismatches at the anchor wavelength.
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Digital phosphor oscilloscope
Measures the selected RF signal and the phase difference between cores.
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