А.А. Никитин1, В.В. Витько2, А.А. Емельянов3, А.Б. Устинов4

1–4 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» (Санкт-Петербург, Россия)

3 АО «КНИРТИ» (г. Жуков, Калужская обл., Россия)

1aanikitin@etu.ru, 2vitaliy.vitko@gmail.com, 3eaa15@knirti.ru, 4Ustinov_rus@yahoo.com

Постановка проблемы. Высокоточное измерение угловых координат источников радиоизлучения является актуальной задачей современных цифровых радиоинтерферометров. Основным измеряемым параметром в этих устройствах является совокупность разностей фаз сигнала, принимаемого и оцифровываемого разнесенными приемными каналами. Для достижения высокой точности измерения необходимо в первую очередь минимизировать разностно-фазовые ошибки оцифровки принятого сигнала разнесенными приемными каналами. Кроме того, размещение радиоинтерферометров на большинстве объектов сопряжено с решением задач минимизации размеров системы, ее веса, потребляемой мощности и стоимости. Для оптимального решения указанных задач предлагается использование волоконно-оптических линий связи с собственными низкими фазовыми шумами, где в качестве инструмента корректировки фазового рассогласования каналов передачи сигнала синхронизации применяется подстроечная переключаемая оптическая линия задержки, выполненная в интегральном исполнении.

Цель. Оценить возможность построения интегрально-оптической линии задержки СВЧ-сигнала на технологии «кремний-на-изоляторе» с возможностью дальнейшего применения в волоконно-оптических линиях связи в качестве инструмента корректировки фазового рассогласования каналов передачи сигнала синхронизации.

Результаты. В качестве объекта исследования были выбрана конструкция интегрально-оптической подстроечной линии задержки, используемой для компенсации фазовых искажений сверхвысокочастотных сигналов в волоконно-оптических линиях связи, возникающих в результате неравномерного распределения температуры. Предложена конструкция интегрально-оптической подстроечной линии задержки, состоящей из каскадного соединения интегральных направленных ответвителей на связанных волноводах, выполняющих функции управляемых переключателей, а также интегральных линий задержки оптического сигнала. Представлены результаты моделирования направленных ответвителей, обеспечивающих полное переключение сигнала между плечами в результате нагрева на 50°С, а также интегральных линий задержки, используемых для компенсации теплового набега фазы СВЧ огибающей с шагом 4°.

Практическая значимость. Предложенная конструкция может быть использована для компенсации фазовых искажений, возникающих в волоконно-оптических линиях связи.

Никитин А.А., Витько В.В., Емельянов А.А., Устинов А.Б. Интегрально-оптическая подстроечная линия задержки для применения в волоконно-оптических линиях связи // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 11. С. 47−53. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202311-08

1. Емельянов А.А. Построение фазостабильной системы синхронизации АЦП разнесенных приемных каналов радиоинтерферометра с использованием элементов радиофотоники // Радиотехника. 2018. № 11. С. 110−114.
2. Емельянов А.А. и др. Особенности построения бортовой волоконно-оптической синхросети // Радиотехника. 2017. № 8. С. 121−126.
3. Bogaerts W. et al. Nanophotonic waveguides in silicon-on-insulator fabricated with CMOS technology // Journal of Lightwave Technology. 2005. V. 23(1). P. 401−412.
4. Izhaky N. et al. Development of CMOS-compatible integrated silicon photonics devices // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2006. V. 12(6). P. 1688−1698.
5. Vlasov Y.A., McNab S.J. Losses in single-mode silicon-on-insulator strip waveguides and bends // Optics express. 2004. V. 12(8). P. 1622−1631.
6. Chrostowski, Lukas, Michael Hochberg. Silicon photonics design: from devices to systems. Cambridge University Press. 2015.
7. Bradley J. Frey, Douglas B. Leviton, Timothy J. Madison. Temperature-dependent refractive index of silicon and germanium // Proceedings SPIE. 2006. V. 6273. P. 62732J–62732J–10. doi: 10.1117/12.672850.