مجالات تطبيق خطوط تأخير الألياف الضوئية

في الوقت الحاضر، تُستخدم خطوط تأخير الألياف الضوئية على نطاق واسع في العديد من المناسبات، وخاصةً في تطبيقات الأجهزة العسكرية ذات المتطلبات العالية للبيئة الكهرومغناطيسية الخارجية. نظام هوائي رادار المصفوفة الطورية. يتطلب رادار المصفوفة الطورية عالي الأداء نطاق مسح كبير، وشعاعًا بدون انحراف، ونطاق إرسال، وتأخير الألياف الضوئية في الوقت الفعلي هو التقنية الرئيسية لتلبية هذه المتطلبات. ب- مولد برنامج شبه عشوائي. يمكن تنفيذ مولدات البرامج شبه العشوائية باستخدام مولدات تكافؤ بصرية متكاملة مع عناصر خط تأخير الألياف الضوئية أو خطوط تأخير قابلة للبرمجة. ج- التدابير المضادة الإلكترونية. التطبيقات التمثيلية هي أجهزة التشويش المزيفة وتحديد اتجاه إشارة المعدل المشع، حيث يمكن تلبية الأداء المطلوب لأجهزة التشويش ذات النطاق العريض باستخدام النطاق الترددي الواسع ودقة التأخير القصيرة جدًا لخطوط التأخير البصرية. د- اختبار أداء نظام الرادار. في هذا المجال، استُخدمت خطوط تأخير الألياف الضوئية في اختبار ضوضاء نظام رادار دوبلر وأهداف اختبار مستجيب الرادار. تتناسب حساسية نظام الاختبار طرديًا مع حجم التأخير، ويمكن الحصول على حساسية عالية للنظام باستخدام خطوط تأخير الألياف البصرية ذات التأخيرات الكبيرة. هـ. أنظمة الحاسوب الضوئية. طُوّرت خطوط تأخير الألياف البصرية كسجلات مؤقتة أو ذاكرات تسجيل للحواسيب الضوئية.

يُستخدم هوائي المصفوفة الطورية (PAA) منذ أوائل سبعينيات القرن الماضي، ويلعب دورًا متزايد الأهمية في مجالات الرادار والاتصالات، وغيرها، وقد حظي باهتمام بحثي متزايد. يتميز هوائي المصفوفة الطورية بالعديد من المزايا، مثل التوجيه دون حركة مادية، ومرونة عالية في المسح ثنائي الأبعاد، وتوجيه دقيق للغاية للشعاع، وتحقيق تحكم دقيق في الطور والسعة. ومع ذلك، فإن شبكة تشكيل الشعاع الإلكترونية للترددات الراديوية (RF) الخاصة به كبيرة وضخمة، مما يؤثر على نطاق تطبيقه. يمكن أن يؤدي استخدام التكنولوجيا البصرية إلى تقليل حجم ووزن هذه الشبكة بشكل كبير، مما يجعل الأنظمة البصرية مناسبة جدًا للاستخدام في أنظمة الرادار المتنقلة. من خلال التحليل النظري لزاوية توجيه شعاع الميكروويف لهوائي الرادار ذي المصفوفة الطورية وفارق التأخير الزمني بين عناصر المصفوفة المتجاورة، يُحقق المعادلة التالية:

حيث أن d هي المسافة بين عناصر المصفوفة المجاورة، فإن الأهمية تكمن في أن زاوية توجيه شعاع الميكروويف لهوائي المصفوفة الطورية ذو الهيكل الثابت ترتبط فقط بفارق التأخير الزمني المجاور، وليس لها علاقة بالتردد المنقول. بمعنى آخر، يمكنك التحكم في فرق تأخير وقت عناصر المصفوفة المجاورة، والتحكم في زاوية توجيه الشعاع، وذلك لتحقيق التحكم في التأخير. لتحقيق نفس زاوية توجيه الشعاع، إذا كانت دقة التأخير صغيرة، يمكن جعل مسافة عنصر المصفوفة المجاورة صغيرة، ويمكن أن تكون أصغر حجمًا لهوائي المصفوفة الطورية بشكل فعال. عملية التحكم في التأخير البصري في الوقت الحقيقي هي إشارة الميكروويف، حيث يتم إرسال الموجة الحاملة الفرعية المحملة على الليزر إلى عدد من المسارات البصرية، لمعالجة تأخير الوقت المختلفة. يتم بعد ذلك إزالة التعديل من الإشارة الضوئية المعالجة من إشارة الميكروويف. يتم استخدام هذه الموجات الدقيقة مع فارق التأخير الزمني المقابل كإشارة تحكم في الإدخال لكل عنصر من عناصر مجموعة الإرسال. من خلال التحكم في فرق التأخير الزمني البصري، يتم التحكم في فرق التأخير الزمني للموجات الدقيقة المنبعثة من عناصر المصفوفة المجاورة، وبالتالي تحقيق غرض التحكم في زاوية توجيه الشعاع. نظرًا لأن الألياف الضوئية قادرة على عزل التداخل الكهرومغناطيسي بدرجة عالية، فإن خطوط تأخير الألياف الضوئية تتمتع بآفاق تطبيق ممتازة في المصفوفات الطورية التي تتطلب تأخيرات زمنية طويلة. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لمصفوفات المراقبة الكبيرة أو لمتطلبات الوزن والحجم لمصفوفة الطور المسجلة ذات الحجم المرتفع نسبيًا، فإن التحكم في طور هوائي مصفوفة الطور بالميكروويف عن طريق خط تأخير الألياف البصرية يعد احتمالًا جذابًا للغاية. التأخير = التحكم في الطور يمكن لفرق التأخير المتشكل بين وحدتي إرسال التحكم في اتجاه شعاع الهوائي المرسل لتحقيق غرض المسح في منطقة معينة. يتميز هيكل نظام المصفوفة الطورية البصرية الذي يعتمد على تقنية تأخير الألياف البصرية بالخصائص التالية: 1، دقة التأخير صغيرة، ونطاق التأخير كبير. يمكن أن يصل الحد الأدنى لكمية التأخير في FDL إلى 1 fs، ونطاق كمية التأخير عبر 9 أوامر من حيث الحجم، للتكيف مع مجموعة متنوعة من مناسبات الاستخدام. 2، تردد التشغيل مرتفع. 2، تردد التشغيل العالي، يمكن لـ FDL العمل في تردد تشغيل يزيد عن 100 جيجاهرتز، ويمكنه التكيف مع نقل الإشارات عالية التردد، ولكن بسبب قيود أداء المُعدِّل. 3. فقدان إشارة صغير، فقدان الإرسال FDL لكل كيلومتر يبلغ 0.3 ديسيبل فقط، ولديه ميزة فريدة من نوعها وهي أن فقدان الإشارة مستقل عن تردد الإشارة. تقنيات التأخير الأخرى مثل خط تأخير الموجة الصوتية السطحية، والموجه الموجي المعدني، والكابل المحوري، وما إلى ذلك. ، تزداد خسارة الإرسال مع زيادة تردد إشارة الإرسال وتزداد، على سبيل المثال، في ASW، عندما يصل تردد الإشارة إلى 10 جيجاهرتز، تزداد الخسارة إلى حوالي 100 ديسيبل لكل كيلومتر، مما يؤدي إلى فقدان قيمة التطبيق. وبطبيعة الحال، فإن خط تأخير الألياف البصرية في تطبيق بعض العيوب، مثل الطلب على مصادر الضوء، ومتطلبات الأداء لمعدات التعديل / إزالة التعديل البصرية الإلكترونية، وما إلى ذلك. ولكن مع التطور السريع لتكنولوجيا الاتصالات البصرية، في مجال مصادر الضوء النانوية وغيرها من المجالات، تم تحقيق اختراقات كبيرة، مما وفر الظروف لتطوير تكنولوجيا خطوط تأخير الألياف الضوئية.