doi: 10.17586/2226-1494-2021-21-6-977-983


УДК 621.38

Методы определения разности фаз выходных сигналов приемных элементов фазированной антенной решетки в радиофотонной схеме с параллельным и последовательным попарным соединением электрооптических модуляторов

Гусеница Я.Н., Морозов А.В., Покотило С.А., Снегирев А.Л.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Гусеница Я.Н., Морозов А.В., Покотило С.А., Снегирев А.Л. Методы определения разности фаз выходных сигналов приемных элементов фазированной антенной решетки в радиофотонной схеме с параллельным и последовательным попарным соединением электрооптических модуляторов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21, № 6. С. 977–983. doi: 10.17586/2226-1494-2021-21-6-977-983


Аннотация
Получение точных значений фаз выходных сигналов приемных элементов фазированной антенной решетки одна из актуальных задач, связанных с применением радиофотонных технологий в радиолокации и радиосвязи. В работе рассмотрена задача измерения разности фаз выходных сигналов приемных элементов фазированной антенной решетки с использованием электрооптических модуляторов Маха–Цендера в составе радиофотонного устройства. Формализованы зависимости выходных сигналов приемников оптического сигнала и разности фаз выходных сигналов приемных элементов фазированной антенной решетки в радиофотонной схеме для различных вариантов соединения электрооптических модуляторов Маха–Цендера. Предложены методы определения разности фаз выходных сигналов приемных элементов фазированной антенной решетки на основе параллельного и последовательного включения электрооптических модуляторов Маха–Цендера в радиофотонные устройства. Выполнена сравнительная оценка предложенных методов. Показано, что метод, основанный на определении разности фаз при параллельном соединении электрооптических модуляторов, дает в 1,58 раза меньшую погрешность по сравнению с методом при последовательном соединении. Представлено описание радиофотонной схемы фазового пеленгатора. Предложенная схема обеспечивает высокую точность измерений разности фаз выходных сигналов отдельных приемных элементов фазированной антенной решетки. Результаты работы могут быть применены специалистами, которые занимаются исследованиями и разработками в области перспективных систем радиолокации и радиосвязи.

Ключевые слова: радиофотонный фазовый пеленгатор, фазированная антенная решетка, разность фаз, радиолокационный сигнал, электрооптический модулятор, модулятор Маха–Цендера

Благодарности. Работа выполнена в рамках НИР «Перспектива-Ф-ЭРА», выполняемая в рамках Плана научной работы Вооруженных cил Российской Федерации. Авторы выражают благодарность Главному управлению инновационного развития Министерства обороны Российской Федерации за поддержку в проведении исследований.

Список литературы
  1. Дамдинова Д.Б., Полетаев А.С., Ченский А.Г. Сравнение точности методов вычисления разности фаз квазигармонических сигналов // Вестник СибГУТИ. 2017. № 2 (38). С. 87–97.
  2. Коротков К.С., Фролов Д.Р., Левченко А.С. Анализ методов измерения истинного сдвига фаз смесителей сверхвысокой частоты // Радиотехника и электроника. 2015. Т. 60. № 8. С. 873–880. https://doi.org/10.7868/S0033849415080100
  3. Овчинников Ф.В., Сухотин В.В.Измерение разности фаз сигналов в системах спутниковой связи с использованием одного геостационарного ИСЗ // Исследования наукограда. 2017. Т. 1. № 1(19). С. 30–37.
  4. Гусеница Я.Н., Снегирев А.Л., Покотило С.А. Исследование характеристик радиофотонного устройства определения разности фаз радиолокационных сигналов // Измерительная техника. 2021. № 2. С. 38–42. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-2-38-42
  5. Гусеница Я.Н., Снегирев А.Л., Покотило С.А. Устройство определения фазы радиолокационного сигнала. Патент RU2751097C2. Бюл. 2021. № 19.
  6. Малыгин А.Н., Прасько А.Д., Троценко И.В.Устройство оценки разности амплитуд, частот и фаз синусоидальных электрических колебаний // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 2. С. 533–538.
  7. Афанасьев В.М.Электрооптический модулятор по схеме интерферометра Маха-Цендера // Прикладная фотоника. 2016. Т. 3. № 4. С. 341–369.
  8. БелоусовА.А.Особенности проектирования многоканальных СВЧ устройств миллиметрового диапазона // Инфокоммуникационные и радиоэлектронные технологии. 2019. Т. 2. № 4. С. 522–527.
  9. Белоусов А.А., Вольхин Ю.Н., Гамиловская А.В., Дубровская А.А. Реализация радиофотонных трактов приемных СВЧ устройств // Состояние и перспективы развития науки и техники по направлению «Информатика и вычислительная техника»: сборник статей II Всероссийской научно-технической конференции. Т. 3. Анапа: Военный инновационный технополис «ЭРА», 2020. С. 52–59.
  10. Вольхин Ю.Н., Тихонов Е.В. Обзор возможных способов реализации радиофотонных АЦП диапазона СВЧ // Обмен опытом в области создания сверхширокополосных радиоэлектронных систем: материалы V юбилейной общероссийской научно-технической конференции. Омск: Омский государственный технический университет, 2014. С. 87–104.
  11. Бирюков В.В., Грачев В.А., Лобин С.Г., Палачев М.А., Раевский А.С.Реализация устройств генерации и преобразования сигналов СВЧ-диапазона методами радиофотоники // Антенны. 2017. № 11(243). С. 63–70.
  12. Конторов С.М., Шипулин А.В., Кюпперс Ф., Валуев В.В. Многоканальный радиофотонный приемный тракт// Фотоника. 2019. Т. 13. № 6. С. 584–593. https://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2019.13.6.584.593
  13. Морозов О.Г., Ильин Г.И., Морозов Г.А.Системы радиофотоники с последовательным амплитудно-фазовым преобразованием оптической несущей // Фотон-экспресс. 2017. № 6(142).С. 104–105.
  14. Чиров Д.С., Кочетков Ю.А.Применение технологий радиофотоники в интересах формирования и обработки широкополосных радиолокационных сигналов // DSPA: Вопросы применения цифровой обработки сигналов. 2020. Т. 10. № 1. С. 15–24.
  15. Cox C.H., Ackerman E.I. A path to realizing high-performance 100-GHz analog links // Proc. of the 2013 IEEE Avionics, Fiber-Optics and Photonics Conference (AVFOP). 2013. P. 39–40. https://doi.org/10.1109/AVFOP.2013.6661612
  16. Hervás J., Ricchiuti A.L., Li W., Zhu N.H., Fernández-Pousa C.R., Sales S., Li M., Capmany J. Microwave photonics for optical sensors//IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2017. V. 23. N 2. P. 5602013. https://doi.org/10.1109/JSTQE.2017.2651117
  17. Kontorov S.M., Cherepenin V.A., Kulagin V.V., Prokhorov D.A., Shulunov A.N., Kargin N.I., Valuev V.V. Signal spectral-interval estimation in fast photonic analog-to-digital converters // Progress in Electromagnetics Research Symposium. 2018. P. 967–972. https://doi.org/10.23919/PIERS.2018.8598200
  18. Pan S., Yao J. Photonics-based broadband microwave measurement // Journal of Lightwave Technology. 2017. V. 35. N 16. Р. 3498–3513. https://doi.org/10.1109/JLT.2016.2587580
  19. Raevskii A.S., Biryukov V.V., Grachev V.V., Kapustin S.A., Lobin S.G. Investigation of the characteristics of fiber optic delay lines with different types of optical emission intensity modulation // Proceedings of SPIE. 2017. V. 10342. Р. 103420K. https://doi.org/10.1117/12.2270386
  20. Yao J.Microwave photonics: Optical generation and processing of microwave signals // Proc. of the 2008 International Conference on Advanced Infocomm Technology, ICAIT'08. 2008. р. 135. https://doi.org/10.1145/1509315.1509450
  21. Ахияров В.В., Нефедов С.И., Николаев А.И., Слукин Г.П., Федоров И.Б., Шустиков В.Ю.Радиолокационные системы. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. 352 с.
  22. Гусеница Я.Н., Снегирев А.Л., Покотило С.А., Осадчий Д.В., Андреев Д.Е. Радиофотонный фазовый пеленгатор. Патент RU2736543C1. Бюл. 2020. № 32.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2022 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика