Устройства аналоговых фотонных сетей в аппаратуре АФАР тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат технических наук Зайцев, Дмитрий Феоктистович

• Зайцев, Дмитрий Феоктистович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зайцев, Дмитрий Феоктистович

Введение

Глава 1.

Глава 2.

Глава 3.

Глава 4.

Глава 5.

С. 4

Анализ основных факторов фазовой 37 - 47 нестабильности в многоканальных волоконно - оптических системах разводки СВЧ сигналов в ФАР (АФАР).

Анализ температурного дрейфа 48 - 67 фазочастотных характеристик и временной задержки сигнала в гетеролазерах.

Минимизация амплитудно - фазового шума посредством оптимизации по шумам режимов работы входных каскадов фотоприемников и повышения коэффициента передачи BOJ1C.

Анализ фазостабильных волоконно - 98-118 оптических линий для систем фазовой синхронизации ФАР и АФАР.

Анализ структур многоканальных систем 119-134 фазостабильной разводки сигналов ФАР.

Глава 6.

Глава 7.

Экспериментальное исследование макета многоканальной волоконно - оптической фазостабильной разводки СВЧ сигналов для ФАР.

Экспериментальное исследование макета сверхширокополосной волоконно -оптической разводки СВЧ сигналов для АФАР СКИ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Устройства аналоговых фотонных сетей в аппаратуре АФАР»

Актуальность работы. Фазированные антенные решетки (ФАР) и активные фазированные антенные решетки (АФАР), благодаря ряду преимуществ перед обычными антеннами, получили широкое распространение в современных системах связи и радиолокации. Активные ФАР широко применяются в современных и перспективных системах ПРО/ПВО дальнего обнаружения, корабельных системах раннего предупреждения, PJIC обнаружения артиллерийских позиций, новейших истребителей, а также в новейших системах авиационной коммерческой связи [1-5].

Как известно, АФАР превосходят ФАР по надежности, достижимой мощности, коэффициенту шума, полосе рабочи х частот и обладают лучшими массогабаритными характеристиками. Поэтому АФАР могут решать различные задачи, которые обычным ФАР недоступны. Практически вся аппаратура современных ФАР и АФАР создана на микроэлектронной твердотельной элементной базе, причем доминирующими в радиолокации, как и в радиоэлектронике в целом, на сегодняшний день являются цифровые методы передачи и обработки сигналов.

АФАР имеют высокий потенциал для решения современных задач. Однако традиционная радиоэлектронная аппаратура, в силу присущих ей ограничений, не может обеспечить полноценное функционирование широкополосных и особенно сверхширокополосных антенных решеток, из - за присущей ей относительно узкой рабочей полосой пропускания, значительной дисперсионности, высоким частотно - зависимым потерям и недостаточной стабильности. Это, прежде всего, относится к радиочастотным линиям передачи сигналов, линиям задержки и фазовращателям [6, 7]. Существуют также проблемы внутренней ЭМС, устойчивости к ЭМИ, проблемы высокой стоимости и неудовлетворительных массогабаритных параметров [1,8].

Поэтому вполне обосновано применение оптических методов формирования, обработки, передачи и распределения СШП сигналов, отличающиеся практической безинерционностью, сверхвысокой широкополосностью, устойчивостью к помехам и высокой стабильностью, при этом их аппаратурная реализация имеет весьма малые вес и габариты.

К середине 90 - тых годов 20 - го века стало ясно, что в обозримом будущем с помощью оптических методов станет возможным не только решать отдельные задачи в интересах разработчиков ФАР и АФАР, фрагментарно интегрируя в аппаратуру PJIC некоторые оптические и оптоэлектронные устройства и подсистемы, но и создавать совершенно новые эффективные радиолокационные комплексы с ранее недостижимыми характеристиками. Отражением этой новой реальности стало появление в начале 90-х годов в США нового термина «Аналоговая фотоника». В обобщенном виде можно дать такое определение этого термина [9] :

Аналоговая фотоника* реализует в оптическом диапазоне физические методы синтеза, передачи и распределения, преобразования, обработки, автоматического регулирования и управления аналоговых радиочастотных сигналов**.

Аналоговая фотоника позволяет получить качественно новый уровень характеристик ФАР и АФАР. - Другие названия, встречающиеся в литературе - «радиочастотная фотоника» или «микроволновая фотоника».

В отличие от цифровых методов, при применении которых физические, аналоговые по сути, сигналы преобразуются с помощью двоичной логики в цифровую информацию о них, и далее эта информация соответствующим образом обрабатывается, аналоговые методы предназначены для преобразования и обработки самих физических сигналов.

Следует отметить, что если в системах связи, управления, передачи и сохранения информации, в том числе оптических, доминируют цифровые методы, то применительно к радиолокации аналоговые оптические методы по ряду причин могут оказаться более эффективными. Так как радиолокационные сигналы, отраженные от цели, являются аналоговыми (т. е. не цифровыми), то в случае значительного увеличения объема информации от цели, (например, для СШП АФАР), требования к скорости ее преобразования в цифровую форму и обработке могут оказаться не выполнимыми.

В качестве элементной базы аналоговой фотоники используется комплекс аналоговых (не цифровых) оптических и оптоэлектронных приборов и устройств, аналоговых оптических процессоров с голографической памятью, реализованный в виде оптических интегральных схем, объединенных аналоговой фотонной сетью на основе аналоговых BOJ1C [9] ***. - Под аналоговыми сигналами понимается сигналы одновременно удовлетворяющие двум условиям: а) они должны соотносятся с каким либо наблюдаемым и (или) измеряемым процессом по аналогии; б) они описываются непрерывной функцией (т. е. между двумя отдельными значениями которых существует бесконечное множество других значений ). Словарь новых слов русского языка 1950 - 1980 гг., Изд. «Дмитрий Булавин», СПб., 1995 г., 877 с. - Примеры элементной базы - гетеролазеры с аналоговой модуляцией [65, 66], аналоговые BOJIC [33,34,37,38,130], устройства стабилизации фазы аналоговых сигналов [27,32,35,47], аналоговые оптические процессоры [11] и другие [17,18].

Таким образом, термин «Аналоговая фотоника» характеризует новое направление в создании PJIC с ФАР и АФАР, заключающееся в комплексном применении аналоговых оптических методов практически во всех системах и подсистемах аппаратуры радиолокационных станций.

Аналоговая фотоника, возможно совместно с цифровой фотоникой, в перспективе может в значительной мере вытеснить радиоэлектронные и радиотехнические устройства, за исключением антенных решеток, из аппаратуры PJIC с ФАР (АФАР). Составляющие аналоговой фотоники можно весьма условно разделить по принадлежности к четырем основным группам: оптоэлектроника, интегральная оптика, аналоговые оптические процессоры и аналоговые волоконно - оптические линии связи, образующие аналоговую фотонную сеть [10].

В аппаратуре ФАР и АФАР, построенных на основе аналоговой фотоники, аналоговые BOJIC образуют сети, которые служат не только для разводки фазостабильных опорных, гетеродинных и контрольных сигналов, но и для объединения всех функциональных аналоговых оптических устройств и подсистем между собой.

Аналоговые оптические процессоры, благодаря своим уникальным свойствам осуществления операций с радиолокационными сигналами, (например, с системах широкополосной многосигнальной адаптации АФАР в реальном масштабе времени), на несколько порядков превосходят по производительности самые мощные, в том числе еще только проектируемые, цифровые электронные и цифровые оптические специализированные суперкомпьютеры [11, 12].

Оптические аналоговые интегральные схемы должны стать единой технологической основой для реализации всех составляющих аналоговой фотоники в аппаратуре радиолокационных комплексов.

Аналоговая фотоника, объединяя в себе широкий спектр оптических методов и новых системотехнических решений, используя прогрессивную элементную базу, будет находить все больше областей применения в аппаратуре разрабатываемых и модернизируемых PJIC и в перспективе может практически полностью заменить аппаратурную часть АФАР.

В настоящее время аналоговая фотоника может обеспечить наиболее эффективное, а для СШП СКИ и безальтернативное, выполнение практически всех функций современного аппаратного комплекса ФАР (АФАР) [9]:

• Фазостаб ильную многоканальную разводку сигнала для контроля фазового фронта антенного полотна, сигнала гетеродина и опорного сигнала за счет высокой фазовой стабильности применяемого оптического волокна, его малых габаритов, массе, гибкости и долговечности, а также преимуществ других элементов волоконно-оптического тракта.

• Реализацию приемно - передающих трактов, включая генерацию и формирование исходного сигнала, модуляцию, трансляцию мощного сигнала на передачу, малошумящий прием и разводку принятого сигнала и его предварительную обработку, благодаря применению новых высокочувствительных и сверхширокополосных интегрально - оптических модуляторов, новых мощных и малошумящих гетеролазеров, широкополосных фотодетекторов для приема мощных оптических сигналов и т. д.

• Формирование и сканирование ДН в широком диапазоне углов с малым дискретом и формирование многолучевой ДН в реальном масштабе времени за счет применения переключаемых в реальном масштабе времени сверхширокополосных оптических линий задержки, волоконно - оптических матриц, гетеролазеров с перестраиваемой длинной волны X, многоканальных мультиплексеров и демультиплексеров и т. д.

• Высокоэффективную адаптацию к помехам (в том числе и в сверхширокой полосе частот), благодаря мгновенному Фурье -преобразованию радиочастотных сигналов в оптическом диапазоне и новым методам обработки и выделения сигналов помехи, основанных на рефракции и дифракции оптических волн в фоторефрактивных кристаллах.

• Распознавание объектов и радиовидение в различных средах, (благодаря аналоговым оптическим процессорам с оптической голографической памятью, оптическим корреляторам и реализации с помощью фотоники работы ФАР (АФАР) с СШП СКИ и (или) с синтезированной апертурой.

•

Объединение всех подсистем и узлов аппаратуры и самой решетки в единую сеть (создание смарт - антенн, т. е. адаптивных сканируемых синхронно работающих антенн базовых станций сотовой связи).

Вычислительными и управляющими центрами PJIC с ФАР (АФАР), построенными на основе комплексного применения аналоговой фотоники, являются аналоговые оптические процессоры, которые, благодаря безинерционности фотонов и параллельным преобразованиям сигналов, вместо последовательных вычислений, при решении задач обработки сложных сигналов, распознавания объектов и радиовидения, а также управления антенной решеткой, могут иметь на несколько порядков большее быстродействие по сравнению с наиболее мощными цифровыми компьютерами.

Комплексное применение аналоговой фотоники в аппаратуре СШП АФАР СКИ одновременно может дать следующие возможности [9,12]:

1. Радиовидения в реальном масштабе времени, т. е. практически всепогодное распознавание и наблюдение (почти как при телевизионной съемке) объектов в реальном масштабе времени на значительных расстояниях, благодаря высокому разрешению и обработке большого объема информации о цели в реальном масштабе времени.

2. Практически полную помехозащищенность, т. к. позволяет почти мгновенно подавлять любую помеху в миллионы раз, благодаря реализации режима многочастотной широкополосной адаптации в реальном масштабе времени.

3. Качественное (в сотни - тысячи раз) повышение точности и разрешающей способности определения координат и скорости объектов, как следствие работы АФАР с СШП СКИ.

4. Значительное расширение возможностей радиолокации и, прежде всего, надежное обнаружение объектов с радиопоглощающими покрытиями (технология "стелс"), малоразмерных БПЛА, боеголовок ракет и снарядов, радиолокационное видение подземных и других скрытых объектов за счет сверхширокой мгновенной рабочей полосы частот, многократно перекрывающей полосу поглощения радиопоглощающих покрытий, применяемых в технологии "стелс".

5. Одновременное сопровождение большого количества целей (до тысячи и более) за счет синтезирования многолепестковой ДН в реальном масштабе времени, высокой скорости сканирования и обработки информации.

6. Новые принципы построения PJIC, позволяющие расширять области и качественно изменять методы и способы применения радиолокации (например, метод многочастотной СШП адаптации в реальном масштабе времени «ВЕАМТАР», радиооптические антенные фазированные решетки РОФАР и. т. д.).

7. Снижение массы и габаритов в сотни раз за счет качественного уменьшения металлоемкости и микроминиатюризации основных устройств, как следствие перевода процесса обработки и распределения сигнала в оптический диапазон с микронными длинами волн.

8. Уменьшение стоимости в десятки раз, благодаря тому, что основным материалом для аппаратуры таких АФАР, вместо традиционных цветных и драгоценных металлов служит окись кремния (кварц).

9. Качественное (в сотни раз) повышение стойкости к электромагнитным импульсам и грозовым разрядам за счет многократного уменьшения длин электрических проводников и высокой стойкости ОВ к ЭМИ.

10. Обеспечение высокой степени скрытности работы, благодаря реализации работы в СШП (малой спектральной плотности излучаемых сигналов) и практически полному отсутствию радиоизлучений в ждущем режиме.

Для решения проблем создания эффективных сверхширокополосных антенных решеток, как для стационарных, так и для бортовых АФАР применение аналоговой фотоники, по - видимому, становится безальтернативным.

Следует также отметить, что использование разработок по аналоговой фотонике и в других областях техники (например, в высокоскоростной и сотовой связи) могут привести к революционным результатам и дать большой экономический эффект [13, 14]. В последние годы АФАР СКИ начали активно использоваться для связи (в том числе коммерческой), контроля и мониторинга экологической и радиационной обстановки над АЭС и другими объектами, загрязнения водных поверхностей нефтепродуктами и других целей [15].

Особая значимость аналоговой фотоники была признана в США и других развитых странах (Англия, Франция и. т. д.) в 90-х годах 20 - го века, в результате чего в США были приняты программы развития и внедрения аналоговой фотоники в аппаратуру АФАР [16 -18].

Об интенсивности работ в этой области свидетельствует тот факт, что в настоящее время ней принимают участие более 300 фирм и организаций, а количество сообщений только в открытых источниках об исследованиях и разработках систем и элементов аналоговой фотоники для АФАР за последние годы составило несколько тысяч. Для работ в этой области в США и других странах созданы специальные научно-исследовательские и научно - производственные центры (TOYON, SPAWAR, DERA и. т. д.).

Ежегодно проходят международные специализированные научно -технические конференции по применению фотоники (прежде всего аналоговой) в фазированных антенных решетках «Фотонные системы для антенных решеток (PSAA) и «Микроволновая фотоника» (MWP) с 1990 и 1994 годов соответственно.

В ближайшее время ожидается появление серийных РЛС с АФАР, в которых аналоговая фотоника будет играть решающую роль для получения качественно новых тактико - технических характеристик.

Таким образом, аналоговая фотоника совместно с нанотехнологией стала одной из ключевых технологий, во многом определяющей положение любой развитой страны на рынке высоких технологий на рубеже 21 века.

В нашей стране успешно развиваются отдельные составляющие аналоговой фотоники. В этой связи необходимо упомянуть приоритетные работы по созданию гетероструктур, в которых активный слой с узкой запрещенной зоной располагается между двумя слоями с более широкими запрещенными зонами, коллектива ФТИ им. А. Ф. Иоффе, под научным руководством Нобелевского лауреата академика РАН Ж. И. Алферова [19]. Гетеролазеры, в которых происходит непосредственное эффективное преобразование электрической энергии в лазерное излучение большой мощности, и другие приборы квантовой электроники, созданные на основе гетероструктр благодаря своему сверхвысокому быстродействию и широкополосности, а также высокому КПД и долговечности, могут быть основой для создания элементной базы современной аналоговой фотоники.

Наряду с решением задачи создания элементной базы аналоговой фотоники не менее актуальна задача разработки аналитического аппарата для расчета и моделирования характеристик устройств и систем аналоговой фотоники.

Автором впервые разработаны и решены актуальные теоретические задачи по анализу, оценке и расчету точности и стабильности фазирования устройств систем передачи и распределения СВЧ сигналов по аналоговым BOJIC, непосредственно связанные с точностью поддержания фазового фронта антенных решеток и точностью синхронизации аппаратуры АФАР.

Эти задачи до этого были недостаточно исследованы или вообще не разработаны [20 - 30, 44, 76,102,121].

Как известно, в современных аналоговых BOJIC основными источниками оптического сигнала являются гетеролазеры. Благодаря своей простоте и эффективности в значительной части таких BOJIC используется непосредственная модуляция гетеролазеров СВЧ сигналом.

Однако такое применение гетеролазеров в фазостабильных BOJIC связано с непосредственным влиянием температурного дрейфа огибающей оптического сигнала на временную задержку, фазовую и амплитудную стабильность аппаратуры, что приводит к ошибкам фазирования ФАР и АФАР на основе аналоговой фотоники.

Автором впервые решена задача аналитического расчета амплитудного, фазового и временного дрейфа InGaAsP гетеролазеров при непосредственной СВЧ модуляции и необходимой точности его термостабилизации. Метод расчета амплитудного, фазового и временного дрейфа хорошо согласуется с экспериментальными данными для отечественных и зарубежных гетеролазеров [20 - 22].

Качество практически любой системы аналоговой фотоники определяется отношением сигнал/шум на ее выходе. При этом, важное значение имеют шумовые характеристики фотоприемников и их предусилителей. Разработанные автором теоретические методы расчета и оптимизации шумовых характеристик широкополосных фотоприемников с предусилителями, благодаря впервые введенному учету зависимостей частотных свойств входных активных элементов предусилителей от режима их работы, позволившие получить значительный выигрыш по отношению сигнал/шум для широкополосных и сверхширокополосных аналоговых и цифровых BOJIC и реализовать первый в СССР интегрально - оптический аналогово - цифровой преобразователь, превышающий быстродействие электронных АЦП более чем на порядок [23-25, 102]. На основе созданного метода автором был также разработан фотоприемник с автоматической адаптивной оптимизацией шумовых характеристик в соответствии с шириной спектра принимаемого сигнала [26].

От точности фазовой и временной синхронизации разнесенных ФАР и АФАР напрямую зависят точность и разрешение бистатических PJIC, радиолокационных комплексов и радиоастрономических многопозиционных систем. Благодаря более высокой стабильности и широкополосности ОВ, по сравнению с другими линиями передачи синхросигналов, удается проектировать и реализовывать высокостабильные системы синхронизации на основе аналоговой фотоники.

С целью реализации прецизионной синхронизации (менее 1°фазы) таких систем с помощью аналоговой фотоники автором предложены новый многочастотный подход и устройство, защищенное патентом, позволяющие осуществлять высокоточную синхронизацию на СВЧ с использованием всего одного стандартного одномодового оптического волокна серийного оптического кабеля [27]. Предложенные автором метод и устройства основаны на максимальном использовании одного из основных достоинств ОВ - высокой широкополосности. Высокая широкополосность дает возможность одновременно передавать по одному одномодовому ОВ с малыми потерями несколько сигналов с большим разносом по частоте, причем относительно низкочастотные близко стоящие друг от друга сигналы передаются как опорные, а их промасштабированный дрейф дифференциальной фазы используется для компенсации дрейфа фазы наиболее высокочастотного СВЧ сигнала, подлежащего передаче с высокой фазовой стабильностью. Данный метод и его дальнейшее развитие представлены в диссертации. Благодаря применению нового метода влияние температуры, механических нагрузок и других факторов на фазовый дрейф в оптическом волокне при передаче СВЧ гармонического сигнала синхронизации может быть уменьшено на несколько порядков.

Эффективная работа любой антенной решетки и аппаратуры преобразования и обработки радиолокационных сигналов невозможна без контроля фазирования антенного полотна и фазостабильных разводок опорного и гетеродинного сигналов.

Автором были разработаны и исследованы многоканальные фрагменты фазостабильных аналоговых волоконно-оптических разводок ВЧ и СВЧ сигналов на отечественной базе, которые могут быть применены для контроля точности фазирования антенного полотна антенных решеток и разводки опорных и гетеродинных сигналов по потребителям (например, синхронизации АЦП систем адаптации антенных решеток) [28, 29].

Важную роль в реализации АФАР СКИ играет также возможность сверхширокополосной передачи и разводки СКИ без значительных амплитудно-фазовых дрейфов и искажений.

Автором был разработан и исследован многоканальный фрагмент сверхширокополосной аналоговой волоконно - оптической разводки сигналов, в том числе исследован межканальный температурный фазовый и амплитудный дрейф основных характеристик данной системы, которая в отличие от традиционной системы разводки на коаксиальных кабелях, полосковых линиях и волноводах, имеет полосу пропускания порядка декады и хорошую температурную стабильность [30].

Целью работы является развитие методов расчета, анализа и оптимизации устройств и систем фотонных сетей аппаратуры АФАР на основе аналоговой фотоники и исследование их ключевых характеристик.

В соответствии с этой целью в настоящей работе проводились: исследование составляющих фазовой нестабильности - ключевой характеристики систем аналоговых волоконно - оптических разводок АФАР; теоретические и экспериментальные исследования основных характеристик элементов и подсистем фотоники для АФАР и создание аналитического аппарата для их расчета. Научная новизна результатов исследований заключается в: приоритетных разработках методов расчета фазовых дрейфов и точности необходимой термостабилизации полупроводниковых гетеролазеров при непосредственной СВЧ модуляции, применяемых в качестве передатчиков в системах аналоговой волоконно - оптической разводки сигналов АФАР; впервые получены аналитические выражения для расчета температурного дрейфа ФЧХ, АЧХ и временной задержки сигнала в InGaAsP лазеров на длине волны X = 1.3 мкм [20,21]; построении схем и макетов сверхширокополосных многоканальных разводок сигналов, подтверждающих оптимальность применения аналоговой фотоники в СШП АФАР СКИ; разработке нового многочастотного подхода к решению актуальной проблемы стабилизации фазы ВЧ сигнала передаваемого по аналоговой BOJIC для систем прецизионной фазовой синхронизации, который может быть применен и для других аналоговых линий. В соответствии с ним разработаны структурные схемы системы с многочастотной фазовой стабилизацией; разработке и исследовании многоканальных фазостабильных аналоговых волоконно - оптических фрагментов разводок СВЧ сигналов и комплексном экспериментальном исследовании их основных характеристик абсолютный и дифференциальный температурный фазовый дрейф, полоса рабочих частот, сигнал / шум, коэффициент передачи и межканальный разброс параметров);

- анализе и оптимизации шумовых характеристик широкополосных фотоприемников для аналоговых BOJIC для передачи ВЧ и СВЧ сигналов АФАР; впервые получены аналитические выражения для оптимизации по шумам предусилителей для таких фотоприемников на биполярных СВЧ транзисторах с учетом зависимости граничной частоты усиления по току в схеме с общим эмиттером (ОЭ) от тока эмиттера;

- теоретическом обосновании возможности усиления модулирующего ВЧ и СВЧ сигнала в аналоговой BOJIC без оптических усилителей; Практическая значимость и достоверность работы состоит в том, что лично разработанные с использованием предлагаемого автором метода широкополосные, оптимизированные по шумам фотоприемники аналоговых СВЧ сигналов были внедрены в разработки РТИ им. акад. А. JI. Минца, благодаря чему удалось поднять отношение сигнал /шум на выходах широкополосных фотоприемных устройств почти на порядок, что явилось одним из основных факторов способствующих реализации первого в СССР интегрально - оптического аналогово - цифровой преобразователя, значительно превышающего быстродействие электронных АЦП [23-25]. (Приложение 2).

Методы расчета фазового дрейфа и необходимой точности систем термостабилизации полупроводниковых гетеролазеров и оптимизации шумовых характеристик предусилителей фотоприемников реализован в разработанной автором широкополосной аналоговой BOJIC для кабельной волоконно - оптической сети (ВГРТК) г. Москва (Приложение 3).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснование нового многочастотного метода и устройств на его основе для фазостабильной передачи по ABOJIC ВЧ и СВЧ сигналов фазовой синхронизации • АФАР по одному стандартному одномодовому ОВ;

2. Метод расчета амплитудного, фазового и временного температурного дрейфа огибающей оптического сигнала полупроводниковых InGaAsP гетеролазеров при непосредственной ВЧ и СВЧ модуляции.

3. Температурный дрейф фазы, амплитуды и времени задержки ВЧ и СВЧ огибающей оптического излучения гетеролазеров определяется температурными зависимостями времени жизни электронов тп (Т) и фотонов тр(Т), плотности просветления Nt(T) в активной области и температурно -режимной зависимостью тока утечки из их активной области, определяемой коэффициентом К(1,Т).

4. Методы расчета шумовых характеристик, чувствительности и оптимизации по шумам и широкополосных фотоприемников аналоговых ВЧ, СВЧ и цифровых сигналов на основе нового параметра А, инвариантного току эмиттера БТ.

5. Расширение частотного диапазона применимости метода и повышение его точности посредством учета режимно - частотных зависимостей входных СВЧ БТ.

6. Разработка фрагментов нескольких вариантов многоканальных аналоговых волоконно — оптических разводок сигналов АФАР и результаты их анализа и комплексного экспериментального исследования, подтверждающего возможность эффективного применения АФ в фазостабильных сетях, как в узкополосных, так и в СШП АФАР с полосой до декады и более.

7. Обоснование возможности усиления радиочастотного широкополосного сигнала в ABOJIC без оптических или электронных усилителей.

Личный вклад автора Все основные научные результаты диссертационной работы получены автором лично. Сформулированы конкретные исследовательские задачи, в разработана проблема в целом, разработаны методы и методики исследования, синтезированы конкретные способы, устройства и системы, осуществлялось научное руководство при личном участии в проведении экспериментальных исследований и анализе их результатов. В проведении расчетов и построении математических моделей, написании программ и обработке результатов на ЭВМ, наряду с участием в совместных научных исследованиях и разработках. В проведении исследований и разработок по актуальным темам в инициативном порядке и экспериментальном их подтверждении [20 - 30,76,102]. В работе также использовались материалы НИР и ОКР, где автор был научным руководителем, ответственным исполнителем и главным конструктором. Апробация результатов работы.

Основные результаты диссертации докладывались на конференциях, совещаниях, семинарах и симпозиумах;

На Всесоюзном совещании по применению оптоэлектроники: 1983 г., г. Черкассы; на IV, V Всесоюзных конференциях «Волоконно- оптические системы передачи информации»: 1984 и 1988 г., Москва; на конференции «Радиофизическая информатика», 1990 г., Москва; на Всесоюзной конференции «Проблемы измерительной техники в волоконной оптике», 1991 г., Нижний Новгород; на международной конференции «Нейронные сети, моделирование с воспроизведением и изучение», 1993 г., г. Чикаго, США; на X международной семинаре «Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот», 2002 г., г. Фрязино; на научно — техническом симпозиуме «Электронное управление лучом в бортовых радиолокационных комплексах», 2002 г., г. Рязань. на 52 - й научно - технической конференции МИРЭА, 2003 г., Москва.

Основные результаты диссертации также экспериментально апробировались в процессе испытаний действующих макетов и опытных образцов. В том числе:

- в составе макета первого в СССР интегрально - оптического АЦП (РТИ АН СССР г. Москва);

- в составе опытного образца аппаратуры для широкополосной аналоговой волоконно - оптической сети (ВГРТК) г. Москва;

- в макетах многоканальной волоконно - оптической разводки СВЧ сигналов для АФАР и многоканальной сверхширокополосной волоконно - оптической разводки СВЧ сигналов для СШП АФАР (ЗАО Центр -ВОСПИ);

- в макете для исследования температурных дрейфов гетеролазеров при непосредственной СВЧ модуляции (ЗАО Центр - ВОСПИ);

Публикации. По теме диссертации общее число публикаций - 35, в том числе тезисов докладов - 17, научных статей - 15, 1 препринт, 1 авторское свидетельство на изобретение и 1 патент на изобретение. Кроме того, результаты диссертации использованы в 14 отчетах НИР и НИОКР.

Структура и основное содержание работы. Диссертация состоит из введения, семи глав основного текста, заключения, списка литературы и приложения.

Заключение диссертации по теме «Радиофизика», Зайцев, Дмитрий Феоктистович

Выводы к главе 7.

Экспериментально показано, что сверхширокополосная волоконно -оптическая многоканальная фазостабильная система разводки на отечественных компонентах может иметь полосу пропускания от 10 до более чем 4000 МГц (до декады т. е. до 10 октав). Таким образом, она сможет пропустить сверхкороткие импульсы длительностью до 100-120 пс. Температурный фазовый дрейф в этой полосе частот не превышает нескольких градусов (единиц пс). Работа ФАР (АФАР) в такой широкой полосе частот со сверхкороткими импульсами может придать PJIC качественно новые характеристики.

168

Заключение

Диссертация посвящена решению актуальных научно - технических задач развития теории анализа и расчета элементов и подсистем фотонных сетей для аппаратуры фазированных антенных решеток в части улучшения их качественных характеристик, путем применения новых аналитических методов, обеспечивающих повышение точности и достоверности расчетов, оптимизацию режимов работы устройств, а также путем применения новых методов трансляции сигналов с высокой фазовой стабильностью.

В процессе исследований, проведенных в рамках данной диссертации, получены следующие основные результаты, и сделаны следующие выводы:

1. Дано определение новому направлению развития аппаратуры активных антенных решеток - аналоговой фотоники, реализующей в оптическом диапазоне физические методы синтеза, передачи и распределения, преобразования, обработки, автоматического регулирования и управления аналоговых радиочастотных сигналов.

2. Проанализирована одна из составляющих аппаратуры ФАР (АФАР) на основе аналоговой фотоники - фотонная сеть. Проведен анализ наиболее значимых факторов фазовой нестабильности в многоканальных волоконно - оптических системах разводки СВЧ сигналов ФАР - основе фотонной сети. Показано, что для относительно коротких аналоговых СВЧ BOJIC из которых состоят системы разводки, одним из основных факторов фазовой (временной) нестабильности является дрейф фазочатотных характеристик гетеролазеров и относительно высокий уровень шума из -за низкого коэффициента передачи тракта.

3. Развита теория температурного дрейфа фазочастотных характеристик и времени задержки сигналов в InGaAsP гетеролазерах при непосредственной сверхвысокочастотной модуляции, применяемых в качестве передатчиков в аналоговых волоконно-оптических разводках и системах синхронизации ФАР (АФАР).

4. Впервые были получены аналитические выражения для расчета температурного дрейфа ФЧХ, АЧХ и временной задержки сигнала, а также необходимой точности термостабилизации для InGaAsP гетеролазеров.

5. Предложен новый подход к решению актуальной проблемы стабилизации фазы ВЧ сигнала, передаваемого по аналоговой BOJIC, для систем прецизионной фазовой синхронизации, который может быть применен и для других аналоговых широкополосных линий.

6. Разработаны структурные схемы таких систем прецизионной многочастотной синхронизации.

Предлагаемая система передачи может передавать фазостабильный ВЧ или СВЧ сигнал по обычному одномодовому ОВ с высокой точностью на значительные расстояния, не используя оптическую обратную связь и гетеродин в приемной части, что может значительно повышать качество сигнала на ее выходе, надежность, а также скрытность работы, и снижает ее стоимость.

7. Исследованы и теоретически обоснованы пути повышения коэффициента передачи аналоговых BOJIC при непосредственной модуляции гетеролазеров. Показана возможность усиления модулирующего ВЧ и СВЧ сигнала в аналоговой BOJIC с непосредственной модуляцией гетеролазеров без оптических усилителей.

В результате анализа коэффициента передачи аналоговых BOJIC с непосредственной модуляцией гетеролазеров был сделан вывод, что при условии оптимального согласования гетеролазера с входной радиочастотной линией подачи модулирующего сигнала с одной стороны, и фотодетектора с выходной радиочастотной линией с другой стороны, можно получить положительное значение коэффициента передачи, т. е. усиление радиочастотного сигнала без оптических или электронных усилителей. Для реализации повышенного коэффициента передачи были предложены малогабаритные пассивные согласующие устройства на основе радиокерамики с высокой е.

Проанализированы преимущества составных, последовательно включаемых, гетеролазеров при их применении в аналоговых BOJIC с непосредственной модуляцией.

8. Разработан метод расчета шумовых свойств и оптимизации по шумам аналоговых и цифровых ПРОМ с предусилителями фотодетекторов на биполярных транзисторах в широкой и сверхширокой полосе частот на основе нового параметра, предложенного автором, - усилительного качества транзисторов. Метод может быть применен также и для оптимизации по шумам предусилителей на гетероинжекционных биполярных транзисторах (НВТ). Получены аналитические выражения для оптимизации по шумам ПРОМ с предусилителями на биполярных СВЧ транзисторах с учетом их режимозависимых частотных свойств. Разработанные с использованием, предлагаемого автором, метода широкополосные оптимизированные по шумам фотоприемники аналоговых СВЧ сигналов были внедрены в разработки РТИ им. акад. А. Л. Минца. Благодаря этому удалось поднять отношение сигнал /шум на выходе широкополосного фотоприемного устройства почти на порядок, что явилось одним из основных факторов способствующих реализации первого в СССР интегрально - оптического аналогово - цифровой преобразователя, значительно превышающего быстродействие электронных АЦП [10,12].

9. Проанализированы варианты гибридных волоконно оптических разводок сигналов в реальных АФАР на существующей элементной базе, и проведено сравнение характеристик с традиционными системами разводок по основных технико - экономическим параметрам.

Сделан вывод о целесообразности применения гибридных волоконно -оптических разводок в АФАР, ввиду их значительного превосходства над традиционными по большей части основных параметров.

10. Автором разработаны и экспериментально исследованы фрагменты узкополосных СВЧ и сверхширокополосных аналоговых многоканальных волоконно - оптических разводок для аппаратуры ФАР (АФАР), включая и исследования температурных фазовых дрейфов всех их элементов.

Результаты экспериментального исследования основных характеристик сверхширокополосного фазостабильного многоканального волоконно-оптического макета разводки СВЧ сигнала позволяют сделать вывод о том, что, используя для расчетов разработанные методы [20-30,44,76,101,102,121] и применяя в основном современные отечественные компоненты, можно проектировать и строить системы волоконно - оптической фазостабильной разводки СВЧ сигналов, значительно превосходящие традиционные по целому ряду параметров, в том числе по широкополосности (на порядок и выше), долговременной фазовой стабильности (на порядок), общей массе, толерантности к изменениям трассировки в процессе эксплуатации (в несколько раз) и эксплуатационной надежности. При серийном производстве они будут иметь и меньшую стоимость. Разработанные методы можно применять при проектировании фотонных аналоговых сетей для новых классов антенных решеток - радиооптических антенных решеток (РОАР), т. е. приемных антенн с формированием пространственных характеристик направленности средствами когерентной оптики и голографии [136] и радиооптических фазированных антенных решеток (РОФАР) на основе распределенных оптических антенных модулей (РОАМ) [137, 138].

Реальная практическая точность оптической разводки в диапазоне температур + 15 . + 55°С может быть не хуже 2 град, фазы и возможно ее дальнейшее улучшение при соизмеримой с традиционной разводкой стоимости.

Экспериментально показано, что сверхширокополосная волоконно -оптическая многоканальная фазостабильная система разводки может иметь полосу пропускания от 10 до более чем 4000 МГц (до декады т. е. 10 октав).

Таким образом, она сможет пропустить сверхкороткие импульсы длительностью до 100-120 пс.

Работа ФАР (АФАР) в такой широкой полосе частот со сверхкороткими импульсами может придать PJIC качественно новые характеристики, в том числе резко повысить точность и разрешающую способность определения координат и скорости объектов, обеспечить надежное обнаружение малоразмерных и малозаметных объектов с радиопоглощающими покрытиями, построенных по технологии «стелс», реализовать радиовидение и автоматическую идентификацию объектов.

Работа систем связи в СШП дает возможность скрытной передачи больших потоков информации, сравнимых с потоками, передаваемыми по современным цифровым BOJIC [139].

Метод расчета фазового дрейфа и необходимой точности систем термостабилизации полупроводниковых гетеролазеров, а также оптимизации шумовых характеристик предусилителей фотоприемников реализован в разработанной автором широкополосной аналоговой BOJIC для кабельной волоконно - оптического сети ВГРТК, г. Москва

Дальнейшее совершенствование аналоговых фотонных сетей должно идти по пути увеличения рабочего температурного диапазона оптического кабеля (за счет создания морозоустойчивых защитных покрытий ОВ, повышения вибростойкости и повторяемости при перестыковках оптических разъемов, повышения выходной оптической мощности передающих оптических модулей и применения оптических усилителей, повышения коэффициента разветвления ОР и уменьшения их ТКФ, улучшения идентичности оптических длин ветвей разводки.

173

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зайцев, Дмитрий Феоктистович, 2005 год

1. О. Г. Вендик, М. Д. Парнес. Антенны с электрическим сканированием / Под. ред. JL Д. Бахраха М.: Сайнс - Пресс, 2002. - 232 с.

2. Brookner Е. Major Advances in Phased Arrays: Part I // Microwave Jornal -1997. V. 40, № 5. - P. 288 - 294.

3. Brookner E. Major Advances in Phased Arrays: Part II // Microwave Jornal -1997. V. 40, № 6. - P. 84 - 92.

4. Boeing Unveils High Speed Global Communications Service - Live In -Flight Internet, E - Mail, TV; Available Next Year // Connexion by Boeing News Release.htm - 2002.- P. 1 - 3.

5. Краткий справочник конструктора РЭА / Под ред. Р. Г. Варламова — М.: Сов. Радио, 1972.- 856 с.

6. Белый Ю. Создание активной фазированной антенной решетки на базе существующей элементной базы бесперспективно // Интерфакс-АВН. 2002. -18 мая.

7. Особенности серийного изготовления систем распределения энергии для БРЛС с ФАР, в сб. Электронное управление лучом в бортовыхрадиолокационных комплексах / М. А. Грибков, В. А. Горин, А. С. Милованов и др.; Рязань.: Полином, 2000. 147 с.

8. Зайцев Д. Ф. Применение фотоники в АФАР // Антенны. 2003. - Вып. 5. С. 34-40.

9. Зайцев Д. Ф. Фотоника в современных PJIC с ФАР // Труды X международной школы семинара «Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот». - Фрязино: 2002 г. - т. 2, С. 234 - 236.

10. Rosker М. Analog Optical Signal Processing // AOSP Workshop, Wright Patterson, 2000 Chart 1 -18.

11. Wagner К. H., Kriehn G., Schlottau F., Silvera P. E. X., Waverka R. T. Wideband All Opical BEAMTAP // MPW 2001, Long Beach, 2001 - Tu4-10.

12. Иммореев И. Я., Судаков А. А., Электромагнитная совместимость сверхширокополосных и узкополосных систем связи // Труды Всероссийской научной конференции «Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике». Муром: 2003. - С. 481 - 486.

13. Grosskopf G., Kuhlow В., Przyrembel G. et. all. Silica Based Beam for 60 GHz Smart Antennas // Proc. 27 th Eur. Conf. on Opt. Comm. (ECOC 01), Amsterdam, 2001 P. 12 - 13.

14. Боярчук К. А., Кононов E. M., Ляхов Г. А. Радиолокационное обнаружение областей локальной ионизации в приземных областях атмосферы // Письма в ЖТФ. 1993. - Т. 19, Вып. 6. - С. 67 - 71.

15. Wright J., Coryell L. A., Harvey J. F. Army Development of Integrated Photonic Subsystems for Phased Array Antenna Control // PSAA -5, Monterey, 1995-Session 1-3.

16. Miceli W. J. Overview of Navy Programs and Plans in Analog Photonics // PSAA-5, Monterey, 1995 Session 1-4.

17. Bernstein N. Overview of Air Force Programs and Plans in Analog Photonics // PSAA-5, Monterey, 1995 Session 1- 2.

18. Алферов Ж. И. Новое поколение приборов на широкозонных гетеропереходных структурах A111 Bv // Труды второго научно -технического симпозиума «Электронное управление лучом в бортовых радиолокационных комплексах». Рязань: 2002 г. - С. 3 - 7.

19. Zaitsev D. F. Temperature drift of modulation characteristics In semiconductor lasers // IEE Proceedings J. - 1993. - V. 140 - No. 4 - P. 227 -231.

20. Зайцев Д. Ф. Исследование температурного дрейфа фазочастотных характеристик гетеролазеров при непосредственной СВЧ модуляции // Антенны. 2003.- Вып. 12. - С. 33 - 38.

21. Зайцев Д. Ф. Оптимизация шумовых характеристик предусилителей длябыстродействующих фотоприемников волоконно-оптических линий связи // ft Радиотехника и электроника. -1985. Т. XXX, № 8. - С. 1630 -1633.

22. Зайцев Д. Ф. Аналитический расчет и оптимизация чувствительности быстродействующих цифровых и аналоговых фотоприемных устройств для волоконно оптических линий связи // Радиотехника и электроника. - 1988 -Т. XXXIII, № 3. - С. 612 - 619.

23. Голубков В. Е., Зайцев Д. Ф., Каринский С. С., Попков В. Т. Быстродействующий интегрально оптический аналогово - цифровой преобразователь / Электронная техника. - М.: ЦОНТИ ЭКОС, 1984 - Сер. II, Вып. 1(27). - 89 с.

24. Фотоприемное устройство: А. С. 1419472 СССР/ Д. Ф. Зайцев, Р. Г. Дохикян. № 4100250; Заявл. 4.08. 1986; Опубл. 3.04.88 // РЖ. ВНИИПРОГЭ. - 1988 - № 31. - С. 78.И

25. Устройство для стабилизации фазы передаваемого по BOJIC высокочастотного аналогового сигнала: Патент России. 2119719/ Д. Ф. Зайцев № 97119141; Заявл. 27. 11. 1997; Опубл. 27.09.98 // Описания Российских изобретений. - 1998 - Ч. 2.

26. Зайцев Д. Ф., Мировицкий Д. И. Результаты экспериментального исследования элементов многоканальной волоконно-оптической фазостабильной разводки СВЧ сигналов ФАР // Антенны. 2003. - Вып. 4. -С. 64 - 69.

27. Зайцев Д. Ф., Мировицкий Д. И. Исследование фазовой нестабильности в многоканальной волоконно оптической системе разводки СВЧ сигналов ФАР // Антенны. - 2003. - Вып. 3. - С. 57 - 63.

28. Бахрах JI. Д., Зайцев Д. Ф. Эспериментальное исследование макета многоканальной сверхширокополосной фазостабильной волоконно -оптической разводки СВЧ сигналов и сверхкоротких импульсов // Антенны. 2003. - Вып. 5. - С. 3 - 6.

29. Wilson R. A., Lewis М. F., Sample P. Laser stabilization for use in Microwave Photonics // IEEE Int. Microvawe Photonics, "MPW'2001", Long Beach, CA, 2001 P. M3-6.

30. Peschardt E., Sladen J.P.H. Transmission of stabilised RF phase reference over a monomode fibre-optic link // Electron.Lett. 1986. - V. 22. - № 16 -P.868 - 869.

31. Grimes G. Remoting antennas with high speed analog fiber optics // MSN. -1989. -V.19. № 8 - P. 41- 47.

32. Goutzoulis A. Zomp J. An Eight element Optically Powered, Directly Modulated Receive UHF Fiber- Optic Manifold // Microwave Journal. - 1996. -V.39. - № 2 - P. 74 - 86.

33. Lau K.Y. Microwave phase stability of directly modulated semiconductor injection lasers // Appl. Phys. Lett. 1988. - V. 52. - № 17 - P. 1377- 1378.

34. Helms J., Peterman K. Microwave modulation characteristics of semiconductor lasers with optical feedback // Electron. Lett. 1989. - V.25. - № 23 - P. 1369-1371.

35. Eng S. Т., Bergman L. A. Gigahertz analog modulation and differential delay of GaAlAs lasers: temperature and current behavior // Applied Optics. 1980. - V. 19.-№ 19-P. 3335-3342.

36. Ultra high speed semiconductor laser modules: Your key to photonic f} technology in microwave systems // Microwave Journal. 1988. - V. 31. - № 3 - P.228 230.

37. Ван-дер-Зил А. Шумы в твердотельных приборах и лазерах // ТИИЭР. -1970. Т. 58. - № 8 - С. 5 - 34.

38. Ван дер - Зил А. Шумы при измерениях / М.: Мир, 1979. - 286 с.

39. Брауде Г. В. Коррекция телевизионных и импульсных сигналов / М.: Связь, 1967. 323 с.

40. Персоник С. Д. Проектирование приемников для систем с волоконными световодами // ТИИЭР. 1977. - Т. 65. - № 12 - С. 47 - 58.

41. Smith R. G., Personick S. D. Reseiver design in Semiconductor Devices forЛ

42. Optical Communication / Ed. H. Kressel West Berlin: Springer - Verlag, 1980 -ch 4. - 268 p.

43. Ащеулов В. К., Бирюков В. А., Бухтиарова Т. В. и др.; Волоконные световоды с повышенной термической стабильностью оптической длины // Радиотехника и электроника. 1996. - Т. 41, № 4. - С.503 504.

44. Mehdi Shadaram and all. Technique for the phase of the reference signals in analog fiber optic links // Applied Optics. -1995.- V. 34, No. 36. - P. 8283 - 8288.

45. Smith P., Phase stabisation of reference signals in analog fiber optic links // Electron. Letters. - 1997. - V. 33, № 13. - P. 1164 -1165.

46. Primas L. Е. Cable delay compensator for microwave signal distribution over optical fibers // Microwave Journ. 1990. - V. 33, №. 12 - P. 81 - 92.

47. Братчиков A. H., Воскресенский Д. И., Садеков Т. А. Теоретические и экспериментальные результаты исследования фазостабильного волоконного канала с удаленным гетеродинированием // Антенны. -2000.- Вып. 3(46) С. 5 - 16.

48. Luttes G., et.all., А 60 Meter Delay Stabilized Microwave Fiber Optic Link for 5.3 GHz Reference Signal Distribution on the Shuttle Radar Topographic Mapper, Jet Propulsion Laboratory // PSAA -9, Monterey, 1999 Session 9 -1.

49. Horwitz D. The 60 Meter Delay - Stabilized Fiber Optic Link For the STS-99 Shuttle Radar Tomograhy Mission (SRTM) // Proc. of SPIE, 2001 - V. 4216 - P. 218 - 227.

50. Волоконно оптическая линия связи: А.С. 1690294 А1 СССР / JI. П. ^ Прокофьева JI. П., А. В. Францессон, Ф. А. Шаталов. - № 4667129/09;

51. Заявл.01.02.89; 0публ.07.11.91. Бюл. № 41. - 2 с.

52. White В. J., Davis J. P., Bobb L. С. et all. Optical Fiber Thermal Modulator // Journ. of Lightwave Technol. - 1987. - V. 5. - № 9 - P.l 169 - 1175.

53. Волоконно оптические системы передачи и кабели; Справочник / И. И. Гроднев, А. Г. Мурадян, Р. М. Шарафутдинов и др. - М.: Радио и связь, 1993. - 264 с.

54. Microwave Photonics // MWP 2001, Long Beach, 2001 -M-l M4; Tu-l-Tu-4; W-l-W-3.

55. Бахрах JI. Д., Блискавицкий А. А. Применение лазеров и волоконно — оптических систем для управления формированием СВЧ сигналов и ихЛраспределения в антенных решетках // Квантовая электроника. 1988.-Т.15, № 5. - С. 879-914.

56. Бахрах JL Д., Блискавицкий А. А. Перспективы применения BOJIC в активных фазированных антенных решетках PJIC // Вопросы радиоэлектроники. -1986. Вып. 8 - С. 3 - 13.

57. Daryoush A. end all. Optical Beam Control of mm Wave Phased Array Antennas For Communications // Microwave Journal. - 1987. - V. 30, № 3 - p. 97 -104.

58. Forrest J. R., Richards F. P., Salles A. A., Varnish P. Optical fibre networks for signal distribution and control in phased array radars. // Int. Conf. Radar -82, London, 1982- P. 408-412.

59. Forrest J. R. et all. Optical Techniques for Signal Distribution and control in Phased Array Radars. // Int. Conf. Radar 85, Arlington, 1985 - P. 410 - 415.

60. Cardone L. Ultra Wideband Microwave Beamforming Technique // Microwave Journ. -1985. - V. 28. - № 4 - P. 121- 131.

61. Loo R. Y., Tangonan G. L., Yen Huan Wun et all. Photonics for phased -array antennas // Photonics and Radio Frequency. Ed. M. B. Hendrickson / Proc. SPIE. - 1996. - V. 2844. - P. 234 - 240.Л

62. Mantgomeri S. D., Klein R., Glasco J. Fiber optics takes hold for analog applications // Microwave & RF. 1986. - № 2 - P. 47 - 48.

63. Michael S. J. D. Optical RF architecture // Photonics and Radio Frequency. Ed. M. B. Hendrickson / Proc. SPIE. 1996. - V. 2844. - P. 318 - 324.

64. One million way optical distribution of microwave signals// GEC Jornal of research . -1995. V. 12, No. 3 - P. 185.

65. СОХ С. H. et. all. Applications of Analog Fiber Optic Links // Journal on Communications. 1997. - V. XLVIII, No 8 - P. 22 - 25.

66. Бахрах JI. Д., Блискавицкий А. А. Гибридная СВЧ волоконно-оптическая система распределения сигналов в активной ФАР // Радиотехника. 1990. -№9- С. 62-65.

67. Volker М. Coherent all fibre optical beam-steering technique for phased-array antennas // IEE Proceedings - J. - 1992. - V. 139. - № 8 - P. 305 - 308.

68. Слюсар В. Цифровое формирование луча в системах связи // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2001. - № 1 - С. 6 - 12.

69. Цифровые фильтры и устройства обработки сигналов на интегральных микросхемах / Под. ред. Б. Ф. Высоцкого. М.: Радио и связь, 1984 - 214 с.

70. ТУ16-505.806-75. Радиочастотный кабель РК-50-2-25-С. М.: Изд - во стандартов, 1976. - 24 с.

71. ТУ 16.705.272 83. Радиочастотный кабель РК-50-7-58-С. - М.: Изд - во стандартов, 1984. - 21 с.

72. ТУ ОХТ505.226-81. Радиочастотный кабель РК-50-7-59-С. М.: Изд -во стандартов, 1982. - 23 с.

73. Zaitsev D. F. Temperature drift of modulation characteristics in semiconductor lasers// Modelling, Measurement & Control A. 1993 - V. 51-No. 4 - P. 53 - 64.

74. Шереметьев А. Г. Когерентная волоконно оптическая связь.- М.: Радио и связь, - 1991. - 192 с.

75. Суэмацу Я. Волоконно оптическая связь в длинноволновом диапазоне // ТИИЭР. -1983. - Т. 71, № 6 - С. 5 - 39.

76. Фиштейн А. М. Фазостабильные усилители широкого динамического диапазона. М.: Наука, -1981. - 120 с.

77. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Сов. радио, 1974. - 552 е.: ил.

78. Кугушев А. И. Влияние оптической обратной связи на эффективность ввода излучения полупроводниковых лазеров в одномодовые волоконные световоды// Зарубежная радиоэлектроника. 1991. - №4 - С. 58-67.

79. Angled Single Mode SC Cable Assemblies. / каталог фирмы 3 M. -1996.

80. Bowers J.E. High speed semiconductor laser design and perfomance. // Solid-state electronics. 1987. - V. 30, № 1 - P.l-11.

81. Casey H.C. Temperature dependence of the threshold current density in InP-GalnAsP ( l=1.3mm) double heterostructure lasers. // J. Appl. Phys. 1984. - V. 56, № 7 - P. 1959 - 1968.

82. Butler J.K. The effect of juction heating on laser linearity and harmonic distorsion in semiconductor devices for optical communication./ Ed. H. Kressel -New-York: Springer-Verlag, 1982.-258p.

83. Chiu L.C., Chen P.C., Yariv A. Interband Auger recombination in InGaAsP // IEEE J.Quantum Electron. 1982. - QE-18, № 12 - P. 938 - 941.

84. Dutta N.K. and Nelson R.J. Temperature Dependence of the basing

85. Characteristic of the 1.3 mm InGaAsP InP and GaAs - AlGaAs DH Lasers // ft, IEEE J.Quantum Electron. -1982. - QE- 8, № 5 - P.871- 878.

86. Sermage В., Chemla D.S., Sivco D. and Cho A.Y. Comparison of Auger Recombination in GalnAs-AlInAs Multiple Quantum Well Structure and in Bulk GalnAs // IEEE J.Quantum Electron. 1986. - QE-22, № 6 - P. 774 - 780.

87. Dutta N.K., Wynn J., Sivco D.L., Cho A.Y., Zydzik G.J. Performance characteristics of In Ga As / Ga As multiquantum well lasers // J. Applied Physics. - 1990. -68, № 8 - P. 3822 - 3825.

88. Chen T.R., Margalit S., Koren U.,Yu K.L., Chiu L.C., Hasson , A., Yariv A. Direct measurement of the carrier leakage in an InGaAsP/InP lasers // Appl. Phys. Letters. 1983.- V. 42, № 12 - P. 1000 - 1002.

89. LaCourse J.,01shansky R. Universal presense of saturable nonradiative current in six types of 1.3 mm buried heterostructure lasers // Appl. Phys. Letters. 1988. - V. 52, № 9 - P.700 - 702.

90. Asada M. and Suematsu Y. Density matrix theory of semiconductor lasers with relaxation broadening modal-gain and gain-suppression in semiconductor lasers // IEEE J.Quantum Electron. - 1985. - QE-21, № 5 - P.434 - 442.

91. Dutta N.K., Wilson R.B., Wilt D.P., Besomi P., Brown R.L., Nelson R.J. and Dixon R.W. Performance comparison of InGaAsP lasers emitting at 1.3 and 1.55 mm for lightwave system applications // AT&T Technical Jorn. 1985. - V. 64, № 8 - P.1857- 1884.

92. P 94. Wang J., Olesen H., Stubkjaer K.E. Recombination, gain and bandwidth characteristics of 1.3 mm semiconductor laser amplifiers // IEEE J. Lightwave

93. Technol. 1987. - LT-5, № 1 - P. 184 - 189.

94. Yano M., Nishi H., Takusagawa M. Temperature characteristics of thresold current in InGaAsP/InP double heterostructure lasers // J. Appl. Phys. 1980. -V. 51, №8- P.4022 - 4028.

95. Jensen B. and Torabi A. Temperature and intensity dependense of the refractive index of a compoud semiconductor // J. Opt. Soc. Amer. B. 1985. - V. 2, №9 - P. 1395 -1401.

96. Kato Y., Yanase Т., Kitamura M., Nishi K., Yamacuchi M. Improved high-temperature performance of 1.52 mm InGaAsP laser diodes fabricated by TWO -step VPE and LPE // Electron. Lett. 1985. - V. 21. - P. 293 - 294.

97. Gomatam B.N., DeFonso A.P. Gain suppression in semiconductor lasers: The influence of dynamic carrier temperature changes // J. Appl. Phys.- 1988. V. 64, № 3 - P.1555 -1557.

98. Welker H., Weiss H. Optical Properties of III-V Compounds. V. 3 / Ed. R. K. Willardson, A. C. BEER. New-York: Academic Press, 1967.- 404 p.

99. Дураев В. П., Рябцев Т. И. Температурная зависимость порога генерации гетеролазеров для ближней инфракрасной области спектра // Обзоры по электронной технике. Лазерная техника и техника и оптоэлектроника. -1988. Сер. 11. - Вып. 5. - С. 32 - 34.

100. Зайцев Д. Ф. Метод расчета температурного дрейфа модуляционных характеристик полупроводниковых лазеров // Труды Всесоюзн. научно -технич. конф. «Проблемы измерительной техники в волоконной оптике».- Н. Новгород: 1991.-С. 62.

101. Зайцев Д. Ф. Исследование температурного дрейфа фазочастотных характеристик гетеролазеров принепосредственной СВЧ модуляции // Антенны. 2003.- Вып. 12. - С. 33 - 38.

102. Bowers J.E., Hemenway B.R., Gnauk А.Н., Witt D.P. High speed InGaAsP constricted - mesa lasers // IEEE J.Quantum Electron.- 1986. - QE-22, № 6 - P. 833-844.

103. Батушев В. А. Электронные приборы. / M.: Высш. школа, 1969. 608 с.

104. Волин М. JI. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратуре / М.: Радио и связь, 1981 280 с.

105. Основы волоконно оптической связи / Пер. с англ. под ред. Е. М. Дианова. - М.: Сов. радио, 1980. - 204 с.

106. Справочник. Транзисторы малой мощности. Изд. 2 е / Под ред. А. В. Голомедова. - М.: Радио и связь, 1994. - 384 с: ил.

107. Ван дер - Зил А. Шум / М.: Сов. радио, 1973. - 228 с.

108. El-Diwany, Rouston D. J., Chamberlain S. G. Design of low noise bipolar transimpedance preamplifiers for optical receivers // IEE Proc., Pt. G. - 1981.- V. 128, № 6 - P. 299 - 305.

109. Autacc S., Schlachetzki A. Broad Band Amplifier with Bipolar Transistors for Optical Receivers // J. Opt. Commun. - 1982. - V. 3, № 3 - P. 107- 110.

110. Transistor Data Book / N. J. Pine Brook, 1975. V. 38 - P. 121.

111. Transistor NE 644801I Microwaves. 1977. - V. 16, № 8 - P. 13.

112. Albrecht W., Else G., Enning B. et all. Optical digital high speed transmission general considerations and experimental results // IEEE Trans, on Microwave Theory and Techn. -1982. - MTT-30, № 10 - P. 1535 -1547.

113. Зайцев Д. Ф„ Зверев Г. Ф., Радченко В, А, Хлявич Я. Л., Быстродействующий фотоприемник с фотодетектором на полевом транзисторе // ПТЭ. 1982. - № 1 - С. 235.

114. Мелихов В. С., Ковригин Е. И. Вопросы телевизионной техники / Томск.: Изд-во Томск, ун-та, 1975. Вып. 1 - 152 с.

115. Muoi Т. V. Receiver design for high speed optical - fiber systems // Journ. Lightwave Techn. - 1984. - V. LT - 2, № 3 - P. 243 - 267.

116. OMahony M. J., Justice D. J., Holmes P. A p-i-n Bipolar Receiver for Submarine System Application // J. Lightwave Techn. 1985. - V. LT-3, № 6 - P. 608 - 611.

117. Personik S. D. Receiver Design for Digital Fiber Optic Communication Systems // Bell System. 1973. -V. 52, № 6 - P. 843 - 886.

118. Muoi Т. V. Receiver design for digital fiber optic communication systems using Manchester coding // IEEE Trans. Commun. 1983. - V. COM-31, № 5 -P. 608 - 619.

119. OMahony M. J., Justice D. J., Holmes P. A high bit rate p-i-n bipolar optical receiver for submarine systems // 9-th. Europ. Conf. on Opt. Commun. (ECOC-83), Geneva, 1983 P. 167 —170.

120. Техника оптической связи. Фотоприемники. / Под. Ред. У. Тсанга.- М.: Мир., 1988. 526 с.

121. Stephens W. Е., Joseph Т. R. System Characteristics of Direct Modulated and Externally Modulated RF Fiber Optic Links // Journ. Lighwawe Technology, -1987.- V. LT-5, № 3 - P. 380 -387.

122. Olson T. An RF and Microwave Fiber Optic Design Guide // Microwave Journal. - 1996. - V.39, № 8 - P. 54 - 76.

123. Блискавицкий А. А., Владимиров Ю. К., Такташов С. X. СВЧ согласование импеданса лазерного диода с 50 омным сопротивлением микрополосковой линии // Квантовая электроника. - 1993. - Т. 20, № 3 - С. 293 - 299.

124. Сох С. High Performance Analog Optical Links / Program Review Presentations R FLICS 2001. Washington.: DARPA / MTO. - 2001. - 2p.

125. A System Designer's Guide To Broadband Fiber Optics / Alhambra.: Ortel Co., 1995. 24 p.

126. Wilson R. A., Lewis M. F., Sample P. Laser Stabilization for in Microwave Photonics // MWP'01, Long Beach, 2001.- M3-6.

127. Комплект компонентов волоконно оптического канала передачи опорных ВЧ сигналов: Отчет по ОКР (Технический проект) Опора Луч -В / РТИ - ВОСПИ, Рук. работы Д. Ф. Зайцев - 20.12.1999; ШИВА.461313.001 -М.: 1999,-46 с.

128. Измерения в радиоэлектронике. Справочник / под ред. В.А. Кузнецова-М.: Энергоатомиздат, 1987.- 512 е.: ил.

129. Lin М. S., Wang S. J., Dutta N. К. Temperature dependence of the harmonic distortion in InGaAsP distributed feedback lasers // J. Appl. Phys. 1990. - V. 67, № 11 - P. 6661 - 6666.

130. Бахрах Л. Д., Блискавицкий А. А. Гибридная СВЧ волоконно -оптическая система распределения сигналов в активной ФАР // Радиотехника. 1990. - № 9 - С. 62 - 65.

131. Lau К. Y., Blauvelt Н. Effect of low- frequency intensity noise on high — frequency direct modulation of semiconductor injection lasers // Appl. Phys. Lett. 1988. - V. 52. - № 9, P. 694 - 696.

132. Бахрах Л. Д., Жук Н. Ф., Лось В. Ф., Шиманов А. Н. Широкополосные микрополосковые и вибраторные антенны // Антенны. 2001.- Вып. 2 — С. 21 - 26.

133. Stutzman W. L., Buxton С. G. Radiating Elements for Wideband Phased Arrays // Microwave Journal. 2000. - V. 43, № 2 - P. 430 - 431.

134. Воскресенский Д. И., Гринев А. Ю., Воронин Е. Н. Радиооптические антенные решетки. М.: Радио и связь, 1986. - 240 е.: ил.

135. Бахрах Л. Д., Зайцев Д. Ф. Фазированные антенные решетки на основе распределенных оптических антенных модулей // Доклады АН. 2004. -Т. 394,№4-С. 465-468.

136. Бахрах Л. Д., Зайцев Д. Ф. Перспективы применения аналоговой фотоники в радиолокационных системах // Антенны. 2004. - Вып. 8 — 9 — С. 134-138.

137. Брызгалов А. П. Применение сверхширокополосных сигналов большой длительности в связи и локации // Всероссийская научная конф. Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике, Муром, 2003.- С. 22-27.

138. Основные публикации материалов диссертации

139. Зайцев Д. Ф. Исследование температурного дрейфа фазочастотных характеристик гетеролазеров при непосредственной СВЧ модуляции //Антенны. 2003.- Вып. 12. - С. 33 - 38.

140. Zaitsev D. F. Temperature drift of modulation characteristics In semiconductor lasers // IEE Proceedings J. - 1993. - V. 140 - No. 4 - P. 227 - 231.

141. Zaitsev D. F. Temperature drift of modulation characteristics in semiconductor lasers // Modelling, Measurement & Control A. 1993 - V. 51-No. 4 - P. 53 - 64.

142. Зайцев Д. Ф. Аналитические методы расчета амплитудно частотных и фазо - частотных характеристик и их температурного дрейфа одномодовых полупроводниковых лазеров при непосредственной высокочастотной модуляции. // Препринт -М.: РТИ АН СССР, 1989 - № 8913.

143. Zaitsev D. F. Temperature drift of modulation characteristicsin semiconductor lasers // Proc. Int. Conf. Neural Networks, Modelling & Simulation, Knowledge Proc., Chicago, 1992. P. NB 1 - 7.

144. Зайцев Д. Ф. Метод расчета температурного дрейфа модуляционных характеристик полупроводниковых лазеров // Труды Всесоюзн. научно — технич. конф. «Проблемы измерительной техники в волоконной оптике».- Н. Новгород: 1991.-С. 62.

145. Зайцев Д. Ф. Аналитический расчет и оптимизация чувствительности быстродействующих цифровых и аналоговых фотоприемных устройств дляволоконно оптических линий связи // Радиотехника и электроника. - 1988 -Т. XXXIII, № 3. - С. 612 - 619.

146. Зайцев Д. Ф. Оптимизация шумовых характеристик предусилителей для быстродействующих фотоприемников волоконно-оптических линий связи // Радиотехника и электроника. 1985. - Т. XXX, № 8. - С. 1630 - 1633.

147. Голубков В. Е., Зайцев Д. Ф., Каринский С. С., Попков В. Т. Быстродействующий интегрально оптический аналогово - цифровой преобразователь / Электронная техника. - М.: ЦОНТИ ЭКОС, 1984 - Сер. И, Вып. 1(27).-89 с.

148. Зайцев Д. Ф., Мировицкий Д. И. Исследование фазовой нестабильности в многоканальной волоконно оптической системе разводки СВЧ сигналов ФАР//Антенны.-2003. - Вып. 3. - С. 57-63.

149. Зайцев Д. Ф. Широкополосные аналоговые фотоприемные устройства: Сб. науч. тр./ РТИ АН СССР «Сложные радиоастрономические системы»/ Гл. ред. В. К. Слока. М.: РТИ АН СССР, 1986. - С. 161 - 166.

150. Фотоприемное устройство: А. С. 1419472 СССР/ Д. Ф. Зайцев, Р. Г. Дохикян. № 4100250; Заявл. 4.08. 1986; Опубл. 3.04.88 // РЖ. ВНИИПРОГЭ. - 1988 - № 31. - С. 78.

151. Устройство для стабилизации фазы передаваемого по BOJIC высокочастотного аналогового сигнала: Патент России. 2119719/ Д. Ф. Зайцев № 97119141; Заявл. 27. 11. 97; Опубл. 27.09.98. - Бюл. № 27 - 12 с.

152. Зайцев Д. Ф., Мировицкий Д. И. Результаты экспериментального исследования элементов многоканальной волоконно-оптической фазостабильной разводки СВЧ сигналов ФАР // Антенны. 2003. - Вып. 4. -С. 64 - 69.

153. Бахрах Л. Д., Зайцев Д. Ф. Эспериментальное исследование макета многоканальной сверхширокополосной фазостабильной волоконно — оптической разводки СВЧ сигналов и сверхкоротких импульсов // Антенны. 2003. - Вып. 5. - С. 3 - 6.

154. Зайцев Д. Ф. Применение фотоники в АФАР // Антенны. 2003. -Вып. 5. - С. 34 - 40.

155. Зайцев Д. Ф. Фотоника в современных PJ1C с ФАР // Труды X международной школы семинара «Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот». - г. Фрязино: 2002 г. - т. 2, С. 234 - 236.

156. Бахрах Л. Д., Зайцев Д. Ф., Островский А. Г. Особенности применения фотоники в АФАР // Труды второго научно технического симпозиума «Электронное управление лучом в бортовых радиолокационных комплексах». - г. Рязань: - 2002 г.- С. 114 - 117.

157. Зайцев Д. Ф. Световодные системы передачи аналоговых сигналов. М., 1986. - Деп. в НИИЭИР 1986, № 3-7866.

158. Зайцев Д. Ф. , Зверев Г. Ф., Радченко В. А., Хлявич Я. Л. Быстродействующий фотоприемник с фотодетектором на полевом транзисторе // ПТЭ. 1982. - № 1. - С. 235 - 236.

159. Бахрах Л. Д., Зайцев Д. Ф. Фазированные антенные решетки на основе распределенных оптических антенных модулей // Доклады АН. 2004. -Т. 394, № 4 - С. 465-468.