引用本文:
尹怡辉,朱宏韬,熊汉林,等. 射频信号光纤传输技术研究现状及进展[J]. 光通信技术,2020,44(2):19-23.
尹怡辉,朱宏韬,熊汉林,曾永福,杨万里,王景国
(中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:随着现代战场中电磁环境的日趋复杂化,情报侦察、电子对抗、通信和遥感等系统中不同频率、制式的射频(RF)信号密集交叠,RF信号光纤传输技术所具有的宽带、抗干扰和信号损耗小等优势将在这些系统中发挥关键性的作用。概述了RF信号光纤传输技术的特点和优势,介绍了国内外的研究现状及进展情况,展望了RF信号光纤传输技术的发展前景。
关键词:射频信号光纤传输;波分复用;无杂散动态范围
中图分类号:TN915.02 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2020)02-0019-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.02.005
0 引言
射频信号光纤传输技术是将射频信号调制到光载波上[1],利用光纤进行射频信号的模拟传输,结合了射频无缝覆盖和光纤大带宽、长距离的优点,大大增加了无线电的传输距离,且无需将天线束缚在发射机与接收机的附近,极大地提高了系统的灵活性与安全性。因此,该技术在卫星地面站天线拉远、电子对抗、分布式天线和有线电视(CATV)系统等领域中拥有大量的应用需求。
与传统微带线、同轴电缆等传输方式相比,射频信号光纤传输技术的优势主要体现在以下几个方面[2,3]:①传输损耗小。随射频频率和传输距离的增加,射频光纤链路噪声系数优势体现越明显。②体积小、质量轻,典型的军用级低损耗射频电缆的重量为113 kg/km,同样的军用级光缆的重量为31 kg/km,如美国海军航母和大型军舰上的AN/SPS-48远程警戒雷达系统[2],采用一根重量为7 kg的8芯光缆替代了7000 kg重、225 m长的同轴电缆,其中光纤附件的重量与电缆附件的重量相当,因此射频信号光纤传输技术在机载、舰载等武器平台具有显著的优势。③抗干扰能力强、成本低。射频光纤链路中使用的光学器件和光纤大部分为介质材料,抗电磁干扰和抗电磁脉冲的能力显著提高,采用射频信号光纤传输技术将天线拉远到远端,可实现雷达站的无人值守,对战术雷达和人员的可生存性具有重大军事价值,并具有重大的经济效益。如美国西屋电气公司采用射频信号光纤传输技术[4],仅花了12万美元就将AN/TPS-43雷达天线和控制中心的距离扩大到8 km以上,射频系统的建造成本降低了68万美元。近期,卫星地面站、电子对抗等领域的市场需求不断增长,极大地促进了射频传输技术的创新发展。本文对射频信号在光纤中传输的几种技术进行介绍和总结,并对射频信号光纤传输技术的应用前景进行展望。
5 结束语
射频信号光纤传输技术将模拟射频信号和光纤完美结合,兼具射频无线覆盖和光纤传输宽带、抗干扰以及低损耗的优势,被广泛应用于民用和军事领域。近年来,射频光纤传输技术在长距离、大动态范围、光纤稳相以及WDM等研究方向有着丰富的研究成果及应用。并且根据最近国内外研究进展来看,在面向卫星地面站多通道传输、多功能处理和超宽带接收,面向相控阵雷达射频信号的光分配和复用,面向电子对抗系统中宽带瞬时信号的处理、信道化接收,以及在面向微波光子雷达高分辨率成像等领域,长距离、大动态范围和光纤稳相的射频信号光纤传输技术仍是这些系统的关键。长距离传输的发展趋势是进一步增加总传输距离,延长分段放大的距离,并由点对点变为点到网络;大动态范围传输逐步向着可靠性稳定性发展,并且结合光电集成技术,以满足未来小型化通信系统的要求;关于宽带射频信号光纤稳相传输,目前的研究大都停留在预研阶段,需要进一步提高技术成熟度,实现逐步推向工程应用。