Giới thiệu về hệ thống RF qua sợi quang

Giới thiệu về hệ thống RF qua sợi quang

RF qua sợi quanglà một trong những ứng dụng quan trọng của quang tử vi sóng và cho thấy những lợi thế vô song trong các lĩnh vực tiên tiến như radar quang tử vi sóng, viễn vọng vô tuyến thiên văn và liên lạc bằng máy bay không người lái.

RF qua sợi quangLiên kết ROFchủ yếu bao gồm các bộ phát quang, bộ thu quang và cáp quang. Như thể hiện trong Hình 1.

Máy phát quang: Laser phản hồi phân tán (Tia laser DFB) được sử dụng trong các ứng dụng có độ nhiễu thấp và dải động cao, trong khi laser FP được sử dụng trong các ứng dụng có yêu cầu thấp hơn. Các laser này có bước sóng 1310nm hoặc 1550nm.

Bộ thu quang: Ở đầu kia của liên kết sợi quang, ánh sáng được phát hiện bởi diode quang PIN của bộ thu, chuyển đổi ánh sáng trở lại thành dòng điện.

Cáp quang: Khác với cáp quang đa mode, cáp quang đơn mode được sử dụng trong các liên kết tuyến tính do độ tán sắc và suy hao thấp. Ở bước sóng 1310nm, độ suy giảm tín hiệu quang trong sợi quang nhỏ hơn 0,4dB/km. Ở bước sóng 1550nm, độ suy giảm này nhỏ hơn 0,25dB/km.

Liên kết ROF là hệ thống truyền dẫn tuyến tính. Dựa trên đặc điểm của truyền dẫn tuyến tính và truyền dẫn quang, liên kết ROF có những ưu điểm kỹ thuật sau:

• Độ suy hao cực thấp, với độ suy giảm sợi quang dưới 0,4 dB/km

• Truyền dẫn băng thông cực rộng bằng sợi quang, suy hao sợi quang không phụ thuộc vào tần số

Liên kết có khả năng truyền tín hiệu/băng thông cao hơn, lên đến DC đến 40GHz

• Chống nhiễu điện từ (EMI) (Không ảnh hưởng đến tín hiệu khi thời tiết xấu)

• Chi phí trên mỗi mét thấp hơn • Sợi quang linh hoạt hơn và nhẹ hơn, nặng khoảng 1/25 so với ống dẫn sóng và 1/10 so với cáp đồng trục

• Bố trí thuận tiện và linh hoạt (dành cho hệ thống hình ảnh y tế và cơ khí)

Theo thành phần của bộ phát quang, hệ thống RF qua sợi quang được chia thành hai loại: điều chế trực tiếp và điều chế ngoài. Bộ phát quang của hệ thống RF qua sợi quang điều chế trực tiếp sử dụng laser DFB điều chế trực tiếp, có ưu điểm là chi phí thấp, kích thước nhỏ và dễ tích hợp, và đã được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, do hạn chế của chip laser DFB điều chế trực tiếp, RF qua sợi quang điều chế trực tiếp chỉ có thể được áp dụng trong băng tần dưới 20 GHz. So với điều chế trực tiếp, bộ phát RF qua sợi quang điều chế ngoài bao gồm laser DFB tần số đơn và bộ điều chế quang điện. Do sự phát triển của công nghệ điều chế quang điện, hệ thống RF qua sợi quang điều chế ngoài có thể đạt được các ứng dụng trong băng tần lớn hơn 40 GHz. Tuy nhiên, do việc bổ sungbộ điều biến điện quangHệ thống phức tạp hơn và không thuận lợi cho ứng dụng. Độ lợi liên kết ROF, hệ số nhiễu và dải động là các thông số quan trọng của liên kết ROF, và có mối liên hệ chặt chẽ giữa ba yếu tố này. Ví dụ, hệ số nhiễu thấp đồng nghĩa với dải động lớn, trong khi độ lợi cao không chỉ là yêu cầu của mọi hệ thống mà còn có tác động lớn hơn đến các khía cạnh hiệu suất khác của hệ thống.