Etwelectronics microwave, amarga jeneng kasebut, minangka persimpangan saka gelombang mikro lanoptoelectronicsWaca rangkeng-. Gelombang gelombang lan gelombang elektromagnetik, lan frekuensi akeh pesenan gedhene beda, lan komponen lan teknologi sing dikembangake kanthi beda. Ing kombinasi, kita bisa njupuk keuntungan kanggo saben liyane, nanging kita bisa njaluk aplikasi lan karakteristik anyar sing angel diweruhi.
Komunikasi optikminangka conto utama kanggo kombinasi mikrodha lan fotoelektron. Telpon lan komunikasi nirkabel awal, generasi, panyebaran lan resepsi sinyal, kabeh piranti mikrowave sing digunakake. Gelombang elektromagnetik rendah sadurunge amarga frekuensi kisaran kasebut cilik lan kapasitas saluran kanggo transmisi cilik. Solusi kasebut yaiku nambah frekuensi sinyal sing ditularake, luwih dhuwur frekuensi, sumber daya spektrum sing luwih akeh. Nanging sinyal frekuensi sing dhuwur ing mundhut udara sing gedhe, nanging uga gampang diblokir dening alangan. Yen kabel digunakake, kerugian kabel akeh transmisi, lan transmisi jarak dawa yaiku masalah. Munculna komunikasi serat optik minangka solusi sing apik kanggo masalah kasebut.Serat optikNduwe kerugian transmisi sing sithik banget lan minangka operator sing apik kanggo ngirim sinyal kanthi jarak sing dawa. Frekuensi sawetara gelombang cahya luwih akeh tinimbang gelombang mikro lan bisa ngirim macem-macem saluran bebarengan. Amarga kaluwihan kasebuttransmisi optik, komunikasi serat optik wis dadi tulang punggung informasi saiki.
Komunikasi optik duwe sejarah, riset lan aplikasi sing dawa banget lan diwasa, ora bakal ujar luwih akeh. Kertas iki utamane ngenalake konten riset anyar saka optoelectronics mikrofelectronics ing taun-taun kepungkur saka komunikasi optik. Optoelectronics Microwave utamane nggunakake cara lan teknologi ing bidang optoelectronics minangka operator kanggo nambah lan entuk kinerja lan aplikasi sing angel digayuh karo komponen elektronik mikro tralik. Saka perspektif aplikasi, utamane kalebu telung aspek ing ngisor iki.
Sing pertama yaiku panggunaan optoelectronics kanggo ngasilake sinyal gelombang mikro-rendah, saka X-Band kabeh menyang band thz.
Pangolahan sinyal nomer loro. Kalebu tundha, nyaring, konversi frekuensi, nampa lan liya-liyane.
Katelu, transmisi sinyal analog.
Ing artikel iki, panulis mung ngenalake bagean pisanan, sinyal general mikro. Gelombang Millimeter mikro tradisional utamane digawe saka komponen microelectric iii_v. Watesan kasebut duwe titik ing ngisor iki: pisanan, kanggo frekuensi dhuwur kayata 100ghz ing ndhuwur, microelectronics tradisional bisa ngasilake kekuwatan sing kurang lan kurang, kanggo ora bisa ditindakake. Kapindho, supaya bisa nyuda fase swara lan nambah stabilitas frekuensi, piranti asli kudu diselehake ing lingkungan suhu sing kurang sithik. Katelu, angel kanggo nggayuh macem-macem modulasi frekuensi konversi frekuensi frekuensi frekuensi frekuensi konversi frekuensi frekuensi frekuensi Frekuensi. Kanggo ngatasi masalah kasebut, teknologi optooelectron bisa duwe peran. Cara utama diterangake ing ngisor iki.
1. Liwat frekuensi prabédan rong sinyal frekuensi beda, fotodettor frekuensi sing beda digunakake kanggo ngowahi sinyal mikro, kaya sing ditampilake ing Gambar 1.
Gambar 1. Gambar Skematik Mikulang Mikal sing digawe kanthi frekuensi lorolaser.
Kauntungan saka metode iki yaiku struktur sing gampang, bisa ngasilake sinyal gelombang gelombang lan frekuensi Thz Thz, lan kanthi nyetel frekuensi laser bisa nindakake macem-macem konversi frekuensi cepet, frekuensi disapu. Kerugian kasebut yaiku garis linewid utawa fase bedane signal frekuensi sing digawe kanthi rong sinyal laser sing ora ana gandhengane, utamane yen laser frekuensi ora dhuwur, utamane yen laser semikonduktor nanging linewidth sing gedhe (~ mHz) digunakake. Yen syarat-syarat volume bobot ora dhuwur, sampeyan bisa nggunakake laser sing murah (~ KHZ),laser serat, rongga njabalaser semikonduktor, lan sapiturute, rong mode sinyal laser sing beda sing digawe ing rongga laser sing padha uga bisa digunakake kanggo ngasilake frekuensi bedane, saéngga manawa kinerja stabilitas frekuensi iki luwih apik.
2. Supaya bisa ngatasi masalah sing ana loro laser ing metode sadurunge ora ana gangguan phase sing ngunci banget, bisa uga ana ing antarane cutihan injeksi Ngunci utawa umpan balik sing ngunci. Gambar 2 nuduhake aplikasi kain injeksi khas kanggo ngasilake muliptiple gelombang mikrofve (Gambar 2). Kanthi langsung nyuntik sinyal saiki frekuensi tinggi dadi laser semikonduktor, utawa nggunakake modulator linbo3-fase, macem-macem sinyal optik beda karo jarak frekuensi sing padha bisa digawe, utawa frekuensi optik. Mesthi wae, metode sing umume digunakake kanggo entuk sisir frekuensi optik spektrum sing akeh yaiku nggunakake laser sing dikunci mode. Sembarang sinyal sisir ing sisir frekuensi optik sing kena dipilih kanthi nyaring lan disuntik menyang laser 1 lan 2 kanggo ngerti frekuensi lan kain phase masing-masing. Amarga fase ing antarane sinyal sok beda saka sisir frekuensi optik cukup stabil, saengga file bedane stabil, lan banjur kanthi cara frekuensi mikro recetition optik sing bisa dipikolehi.
Gambar 2. Gambar skematis frekuensi gelombang mikro gumantung karo frekuensi injeksi frekuensi ngunci.
Cara liya kanggo nyuda swara fase relatif saka rong laser yaiku nggunakake umpan balik sing negesake PLL optik, kaya sing ditampilake ing Gambar 3.
Gambar 3. Gambar Skematik OPL.
Prinsip PLL Optical PLL mirip karo PLL ing bidang elektronik. Bentenane phase saka rong laser kasebut diowahi dadi sinyal listrik dening fightOdetector (sing padha karo sumber signal frekuensi salah sawijining laser (kanggo laser semikonduktor). Liwat bidang kontrol umpan balik negatif, phase frekuensi relatif ing antarane sinyal laser dikunci menyang sinyal rujukan mikro rujukan. Sinyal optik gabungan banjur bisa ditularake liwat serat optik menyang fotosDetector ing papan liya lan diowahi dadi sinyal mikro. Swara fase asil saka sinyal gelombang mikro meh padha karo sinyal referensi ing bandwidth fase sing dikunci fase sing dikunci fase. Swara fase ing njaba bandwidth padha karo swara future saka loro laser sing ora ana gandhengane.
Kajaba iku, sumber sinyal rujukan mikro uga bisa diowahi dening sumber sinyal liyane liwat frekuensi dibagi, utawa proses frekuensi liyane, saéngga sinyal frekuensi liyane bisa dadi multidoCe, utawa diowahi dadi sinyal frekuensi tinggi.
Dibandhingake karo ngunci frekuensi injeksi mung bisa entuk frekuensi tikel, puteran sing dikunci fase luwih fleksibel, bisa ngasilake frekuensi meh kabeh, lan mesthi kompleks sing meh luwih kasep. Contone, biadak frekuensi optik sing digawe dening fotulator fotoelektrik ing Gambar 2 digunakake minangka sinyal sing dikunci fase optik, banjur ditampilake kanthi frekuensi sisane optimu, lan banjur sinyal sisir saka loro, lan sinyal mikro saka n * Frep + F1 + F2 bisa digawe kanthi frekuensi bedane ing antarane loro laser kasebut.
Gambar 4. Gambar Skematik ngasilake frekuensi kasepakatan nggunakake sisir frekuensi optik lan pls.
3 .. Gunakake laser nari sing dikunci kanggo ngowahi sinyal pulsa optik menyang sinyal mikro liwatPhotoDetector.
Kauntungan utama cara iki yaiku sinyal kanthi stabilitas frekuensi sing apik banget lan swara phase sing kurang bisa dipikolehi. Kanthi ngunci frekuensi laser menyang spektrum transisi transisi atom sing stabil lan molekuler, utawa rongga pulsa optik sing stabil, lan nggunakake sinyal pulsa sing stabil, supaya bisa entuk sinyal gelombang kanthi repetasi kanthi swara fase ultra-rendah. Gambar 5.
Gambar 5. Perbandingan swara fase dulur saka sumber sinyal beda.
Nanging, amarga pengulangan pulsa tarif ora proporsi kanggo laser rongga laser, lan laser sing dikunci kanthi kode tradisional, angel kanggo entuk sinyal rombongan microwave sing dhuwur. Kajaba iku, ukuran, bobote laser tradisional tradisional, uga syarat lingkungan sing atos, mbatesi aplikasi laboratorium sing utamane. Kanggo ngatasi kesulitan kasebut, riset wis mentas diwiwiti ing Amerika Serikat lan Jerman nggunakake efek optik frekuensi ing rongga optik chirp sing cilik banget, sing bakal ngasilake sinyal mikro-frekuensi sing cilik banget.
4. Oscillator elektronik Opto, angka 6.
Gambar 6. Diagram skematis foto fotoelectrik ditambah osilator.
Salah sawijining cara tradisional kanggo ngasilake gelombang mikro utawa laser kanggo nggunakake umpan balik sing ditutup, sajrone entuk bathi ing gelung sing ditutup luwih gedhe tinimbang kelangan mikro utawa laser. Sing luwih dhuwur faktor kualitas q saka daerah tertutup, sing luwih cilik sanigus utawa swara frekuensi sing digawe. Supaya bisa nambah faktor kualitas daur, kanthi langsung kanggo nambah dawa gelung lan nyuda kerugian panyebaran. Nanging, loop sing luwih dawa biasane bisa ndhukung generasi pirang-pirang mode osilasi, lan yen panyaring bandwidth sing ditambahake, sinyal frekuensi mikro-swara rendah siji-frekuensi bisa dipikolehi. Oscillator sing ditambah osilator minangka sumber sinyal gelombang mikro adhedhasar ide iki, mula nggunakake karakteristik mundhut serat sing murah, nggunakake serat sing luwih dawa kanggo nambah sinyal gelung Q kanthi swara fase sing rendah. Amarga metode kasebut diusulake ing taun 1990-an, jinis osilator iki entuk riset lan pangembangan akeh, lan saiki ana fotoeklektor komersial komersial ditambah osilator. Paling anyar, osilator fotoelektrik sing frekuensi bisa diatur liwat sawetara sing wis dikembangake. Masalah utama sumber sinyal mikro adhedhasar arsitektur iki yaiku gelung dawa, lan swara ing aliran gratis (FSR) lan frekuensi dobel bakal saya tambah. Kajaba iku, komponen fotoelektrik sing digunakake luwih akeh, biaya kasebut dhuwur, volume kanggo nyuda, lan serat sing luwih dawa luwih sensitif kanggo gangguan lingkungan.
Ing ndhuwur iki ngenalake sawetara cara sinyal mikrofelectron generasi mikroflon, uga kaluwihan lan kekurangane. Pungkasan, panggunaan fotoelektron kanggo ngasilake gelombang mikro duwe kauntungan liyane yaiku sinyal optik sing bisa disebarake liwat serat optik, lan kemampuan kanggo nahan gangguan sing luwih murah tinimbang komponen elektromagnetik.
Tulisan artikel iki utamane kanggo referensi, lan digabung karo pengalaman riset lan pengalaman panulis dhewe ing lapangan iki, ana inaccurium lan ora cocog, mangga ngerti.
Wektu Pos: Jan-03-2024