Introdución ao sistema de RF sobre fibra

Introdución ao sistema de RF sobre fibra

RF sobre fibraé unha das aplicacións importantes da fotónica de microondas e mostra vantaxes sen igual en campos avanzados como o radar fotónico de microondas, o radioteleobxectivo astronómico e a comunicación con vehículos aéreos non tripulados.

RF sobre fibraLigazón ROFestá composto principalmente por transmisores ópticos, receptores ópticos e cables ópticos. Como se mostra na Figura 1.

Transmisores ópticos: láseres de retroalimentación distribuída (Láser DFB) aplícanse en aplicacións de baixo ruído e alto rango dinámico, mentres que os láseres FP se empregan en aplicacións con requisitos menores. Estes láseres teñen lonxitudes de onda de 1310 nm ou 1550 nm.

Receptor óptico: No outro extremo da conexión de fibra óptica, a luz é detectada polo fotodiodo PIN do receptor, que a converte de novo en corrente.

Cables ópticos: A diferenza das fibras multimodo, as fibras monomodo utilízanse en enlaces lineais debido á súa baixa dispersión e baixas perdas. A unha lonxitude de onda de 1310 nm, a atenuación do sinal óptico na fibra óptica é inferior a 0,4 dB/km. A 1550 nm, é inferior a 0,25 dB/km.

A ligazón ROF é un sistema de transmisión lineal. Baseándose nas características da transmisión lineal e da transmisión óptica, a ligazón ROF ten as seguintes vantaxes técnicas:

• Perda extremadamente baixa, cunha atenuación da fibra inferior a 0,4 dB/km

• Transmisión de ultra ancho de banda por fibra óptica, a perda de fibra óptica é independente da frecuencia

A ligazón ten unha maior capacidade de transporte de sinal/ancho de banda, de ata CC a 40 GHz

• Interferencia antielectromagnética (EMI) (sen impacto no sinal en caso de mal tempo)

• Menor custo por metro • As fibras ópticas son máis flexibles e lixeiras, pesando aproximadamente 1/25 das guías de onda e 1/10 dos cables coaxiais

• Deseño cómodo e flexible (para sistemas de imaxe médica e mecánica)

Segundo a composición do transmisor óptico, o sistema de RF sobre fibra divídese en dous tipos: modulación directa e modulación externa. O transmisor óptico do sistema de RF sobre fibra de modulación directa adopta o láser DFB de modulación directa, que ten as vantaxes do baixo custo, o pequeno tamaño e a fácil integración, e foi amplamente utilizado. Non obstante, limitado polo chip láser DFB de modulación directa, a RF sobre fibra de modulación directa só se pode aplicar na banda de frecuencia inferior a 20 GHz. En comparación coa modulación directa, o transmisor óptico de RF sobre fibra de modulación externa está composto por un láser DFB de frecuencia única e un modulador electroóptico. Debido á madurez da tecnoloxía de modulador electroóptico, o sistema de RF sobre fibra de modulación externa pode lograr aplicacións na banda de frecuencia superior a 40 GHz. Non obstante, debido á adición demodulador electroóptico, o sistema é máis complexo e non é propicio para a aplicación. A ganancia da ligazón ROF, a figura de ruído e o rango dinámico son parámetros importantes das ligazóns ROF, e existe unha estreita conexión entre os tres. Por exemplo, unha figura de ruído baixa significa un rango dinámico amplo, mentres que unha ganancia alta non só é necesaria para todos os sistemas, senón que tamén ten un maior impacto noutros aspectos do rendemento do sistema.