微波信号光纤传输技术
特性:尽享光纤传输所固有的信号不泄露,不易受到周围电磁环境扰动,全天候工作等优势,安全保密,稳定可靠。
2.2、应用领域
在信号传输方面,利用微波信号光纤传输技术可以克服将地面站控制中心必须和天线建设安装在同一地点的缺陷:天线场地安装在偏僻处(信号质量好),数据处理设备、解调器、变频器可以安装在距离天线场地几十公里以外的城市内(生活方便)的数据中心,专家领导可直接去数据中心工作,免去了往返天线阵地和办公室之间所造成的麻烦和浪费。
在3G/4G移动通信中,微波光纤传输系统最主要的灵活应用就是宽带室内覆盖,如地铁、大型商场、火车站、机场、展览中心等,在这些大型建筑物中,为了提高信号的质量,有效的解决方法是在建筑物内建立一个中心基站和分布式天线系统,从而提高覆盖率。
利用微波信号光纤传输技术可以可以很好的解决电磁干扰以及多数据连接问题,一根很细很轻的包含l0芯20芯或更多芯单模光纤的光缆完成设备或天线场地的连接很容易,并且省去了昂贵的密封波导、同轴电缆或铜缆,同时解决了多电缆间盼RFI/EMI问题;另外,在相控阵雷达中也可以利用该技术实现性能稳定、灵活、精确的光纤延时线。
3、各频段微波信号的特点及相应光端机产品
微波信号光纤传输技术产生的主要原因就是解决雷达信号长距离传输的问题,由于各频段雷达信号具有不同的特殊性,所以各频段光端机对技术指标有了不同程度偏重。
短波频段雷达信号的最大特点是大信号、小信号同时并存,大信号幅度有时高达+15dBm,小的可能到一100dBm,这就要求短波频段光端机能够同时兼顾系统的灵敏度和抗饱和特性,只有当其输入、输出瞬时动态范围达到120dB时,才可以解决1~30MHz内大动态短波雷达信号的长距离传输问题。
超短波频段雷达信号的最大特点是多传输频段及小信号输入,在30~1350MHz频率范围内,可有多达7个的传输频段,这就要求超短波频段光端机本身具有远的传输距离、小的噪声系数、高的线性指标,一般在超过60km传输距离的条件下,OIP3大于30dBm,OIP2大于40dBm,NF小于15dB,才可以解决超短波信号的小噪声、高线性以及长距离传输问题。
传统的更高频段雷达信号的远距离传输,均采用先下变频到超短波频段,然后再用密封波导、同轴电缆或者超短波频段光端机传输,这种先变频再传输的方式若采用电缆、波导做传输介质,在降低线损增加传输距离以及降低电缆成本方面,性能非常优越:但是若采用光纤做传输介质,传输损耗已不是主要矛盾,此时先变频再传输相对先传输再变频的传输方式而言,无论在设备管理,还是信号质量方面,都存在明显的不足:这种先变频再采用光纤传输方式的存在,主要是由于技术方面的原因,没有更高频段的光端机,为了解决这方面的问题,出现了更高频段(S、C、X、Ku)光端机。
S、C、x、Ku各频段的雷达信号最主要的共有特性是幅度小,一般在一30—60dBm,这就对微波光纤传输设备提出了高接收灵敏度、低噪声系数以及高可靠性的要求,所以,S、C、X、Ku各频段光端机,必须采用内置光隔离器、ATC、APC电路以及采用温度补偿技术,使它们具有灵敏度高、温度范围宽、抗干扰性强,频率稳定性好的特点,才能满足卫星、微波、雷达、广播电视等信号的无下变频的远距离传输要求。
随着军事技术的不断发展,电子战、电子对抗对微波光纤传输系统提出了超宽频带的要求,所以宽频带的光端机,频率必须从100MHz18GHz,必须应用超宽带匹配、隔离、频率补偿技术以及ATC、APC、温度补偿技术,才能满足抗干扰性强、动态范围大、频率稳定性好以及温度适应能力宽的要求:同时由于光端机具有体积小、重量轻、延迟范围宽、精确可调的特点,各频段的光控相控阵雷达系统中的功率分配网络以及时间延迟网络均采用了微波信号光纤传输技术作为延迟网络。
从目前光端机的功能上来说,各频段光端机不仅有有光、无光以及电源指示,还有输入增益可调(可以优化线性及信噪比)、输出光功率可调(适应不同的传输距离):输出增益可调(可以补偿各种损耗,输出合适的信号幅度)、输入光功率可视(简单、直观)等功能:从结构上来说,标准lU机箱或者是按要求定制都可实现。
4、结束语
作为一种新兴的通信技术,微波信号光纤传输技术受到了越来越多的关注。由于其低损、宽带、大动态以及安全保密的特性,在各频段雷达信号传输,电子战、电子对抗,3G/4G移动通信信号覆盖以及其他有远程传输需求的商用、军用通信和电子系统中,必将有广阔的应用前景
参考文献:
[1]MA Jianxin,Yu Jianjun,Yu Chongxiu,Optical mmwav
- 关于微波信号无线传输距离问题(10-11)
- 光纤通信如何突破瓶颈(09-01)
- ITU-T海底光缆系统标准研究新进展(06-13)
- 采用光纤通信的110kV系统远方备自投技术研究(06-25)
- 光纤通信技术应用现状及发展趋势(12-03)
- 基于光纤通信的分布式高速高精度数据采集系统设计(03-29)
