新型超宽频带低噪声光纤延迟线

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(106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。rn 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。rn 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。