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新型超宽频带低噪声光纤延迟线

王景国  曹伟军  
【摘要】:先进的高分辨率雷达和电子情报搜索系统要求噪声系数小、时间带宽积特别大(10~6量级) 的延迟器件进行信号处理。这对传统的频宽窄、噪声大的光纤延迟线来说,已不能满足应用的需要。只有当光纤延迟线的传输带宽大于十几 GHz、噪声系数小于10dB 的时候,才能满足要求,如此宽的传输带宽,对光、电器件的各项性能指标以及电路的设计都提出了非常苛刻的要求。本文介绍一种新型超宽频带低噪声光纤延迟线,它工作在2GHz~18GHz 的超宽频带内,噪声系数小于10dB,可以实现100μs的最大延迟。首先介绍了新型超宽频带低噪声光纤延迟线的工作原理,给出了系统实现的框图以及光纤延迟时间的计算公式。然后分别详细讨论了超宽频带、低噪声这两个重要指标的实现方案,其中超宽频带主要考虑激光器、光探测器的偏压电路的宽带隔离以及它们的宽带匹配问题,采用创新性的对称双扇形+λ/8多支节分支线方式,实现超宽频带内的高隔离度、低插损以及结构紧凑的偏压电路,并给出了仿真结果:激光器、光探测器的宽带匹配,采用一种新的匹配网络:7段式λ/4阶梯阻抗匹配网络,满足全频段内 S11大于20dB,幅频平坦度小于0.5dB 的设计要求,并给出了仿真结果。对于低噪声系数的实现,由级联噪声因数公式、激光器的噪声性能,在激光器的前面设计了一个低噪声高增益的宽频带放大器,用以压低系统的噪声,同时给出了激光器、光探测器噪声系数的计算公式;最后讨论了在低噪声和超宽频带要求下的关键光器件的选择及应用。并给出了系统最后的测试结果。

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