350 руб
Журнал «Наукоемкие технологии» №10 за 2016 г.
Статья в номере:
Дорожная карта радиофотоники. Становление и перспективы развития
Ключевые слова: дорожная карта интегральная оптика радиофотоника СВЧ-фотоника сверхширополосная радиолокация
Авторы:
Н.А. Голов - зам. начальника отдела, МГТУ им. Н.Э. Баумана. E-mail: golov@bmstu.ru С.Ф. Боев - д.т.н., д.э.н., профессор, ген. директор ОАО «РТИ» (Москва) В.П. Савченко - д.т.н., профессор, зам. исполнительного директора ОАО «РТИ» (Москва). E-mail: Vsavchenko@oaorti.ru В.А. Усачев - к.т.н., начальник отдела, МГТУ им. Н.Э. Баумана. E-mail: usachev_va@mail.ru Ю.Б. Зубарев - д.т.н., профессор, чл.-корр. РАН, советник, ЗАО «МНИТИ» (Москва). E-mail: osa@mniti.ru А.Н. Шулунов - руководитель направления, ОАО «РТИ» (Москва). E-mail: A.Shulunov@oaorti.ru
Аннотация:
Рассмотрены особенности применения, преимущества и характеристики элементов волоконной и интегральной оптики и оптоэлектроники для применения в сверхширокополосных радиолокаторах. Показана принципиальная возможность достижения в РЛС на основе сверхширокополосных ФАР и АФАР существенно более высоких технических характеристик путем применения элементов радиофотоники.
Страницы: 13-29
Список источников

 

  1. Arnold M. Levine Fiber optics for radar and data systems // SPIE. V. 150. Laser & Fiber Optics Communications. 1978. P. 185−192.
  2. Proceedings of the antenna applications symposium. 1992.
  3. Richard W. Ridgway, Carl L. Dohrman, Joshua A. Microwave Photonics Programs at DARPA // Journal of lightwave technology. October 15, 2014. V. 32. № 20. P. 3428−3439.
  4. Forrest J.R. etc. Optical fibre networks for signal distribution and control in phased array radars // Proc. of the International Conference Radar-82. 1982. P. 408−412.
  5. Seeds A.J. Optical techniques in phased arrays // IEEE Tutorial Meeting on Phased Array Radar. 1989. P. 411−418.
  6. Tang R., Popa A., Lee J.J. Applications of photonic technology to phased array antennas // Antennas and Propagation Society International Symposium. AP-S. Merging Technologies for the 90\'s. Digest. 1990. V. 2. P. 758−761.
  7. Daryous A.S. etc. Optically controlled phased array at C-band // Antennas and Propagation Society International Symposium. AP-S Digest. 1992. V. 1. P. 466−469.
  8. Lee J.J. etc. Photonic wideband array antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1995. V. 43. № 9. P. 966−982.
  9. Бахрах Л.Д., Блискавицкий А.А. Перспективы применения ВОЛС в активных фазированных антенных решетках РЛС // Вопросы радиоэлектроники. 1986. № 8. С. 3−13.
  10. Бахрах Л.Д., Блискавицкий А.А. Методы автоматического выравнивания электрических длин каналов и стабилизации фазы в АФАР СВЧ с волоконно-оптической системой разводки сигналов // Вопросы радиоэлектроники. Сер. «Общие вопросы радиоэлектроники». 1988. № 1. С. 3−13.
  11. Бахрах Л.Д., Блискавицкий А.А. Гибридная СВЧ волоконно-оптическая система распределения сигналов в активной ФАР // Радиотехника. 1990. № 9. С. 62.
  12. Бахрах Л.Д., Блискавицкий А.А. Крупноапертурные активные ФАР СВЧ с волоконно-оптической системой распределения и обработки сигналов // Вопросы радиоэлектроники. Сер. «Общие вопросы радиоэлектроники». 1990. № 10. С. 3−18.
  13. Бахрах Л.Д., Блискавицкий А.А. Оптомикроволновые методы формирования излучения сверхширокополосных антенн // УФН. 1992. Т. 162. № 12. С. 160−164.
  14. Братчиков A.H., Гринев А.Ю. Волоконно-оптические системы распределения и обработки сигналов антенных решеток // Радиоэлектроника. Известия ВУЗов. 1989. Т. 32. № 2. С. 19−31.
  15. Братчиков A.H., Глухов И.П., Курносов В.Д. Внутренняя модуляция инжекционных лазеров в волоконных каналах разводки СВЧ-сигналов // Радиоэлектроника. Известия ВУЗов. 1991. Т. 34. № 3. С. 12−18.
  16. Братчиков A.H., Глухов И.П. Анализ спектральных характеристик радиосигналов на выходе одномодового волоконного канала интерференционного типа // Радиоэлектроника. Известия ВУЗов. 1991. Т. 34. № 5. С. 28−33.
  17. Братчиков А.Н., Глухов И.П. Анализ спектральных характеристик радиосигналов на выходе многомодового интерференционного волоконно-оптического канала // Квантовая электроника. 1992. Т. 19. № 2. С. 197−202.
  18. Авт. свид-во № 1734223. СССР. 1992. Волоконно-оптическая линия передачи СВЧ-сигнала / Братчиков A.H., Плотниц­кий C.O., Земцов Г.П.
  19. Авт. свид-во № 1748266. СССР. 1992. Волоконно-оптическая линия передачи СВЧ-сигнала / Братчиков А.Н., Плотницкий С.О., Земцов Г.П.
  20. Coppinger F. etc. Nonrecursive tunable photonic filter using wavelength-selective true time delay // Photonics Technology Letters. 1996. V. 8. № 9. P. 1214−1216.
  21. Winnall S.T., Lindsay A.C., Knight G.A. A wide-band microwave photonic phase and frequency shifter // Transactions on microwave theory and technique. 1997. V. 45. № 6. P. 1003−1006.
  22. Riza N.A., Madamopoulos N. All-fiber connectorized fiber-optic delay module using 3-D polarization optics // Conference Proceedings of Lasers and Electro-Optics Society Annual Meeting. LEOS \'97. 10th Annual Meeting. 1997. V. 2. P. 472−473.
  23. Bowers J. Devices for microwave photonics // International Topical Meeting on Microwave Photonics. MWP \'96. Technical Digest. 1996. V. 2. P. 29−32.
  24. Romfin J.E., Esman R.D., Tavik G.C., Livingston M. and Parent M.G. Photonic Remoting of AN/SPQ-9B ADM Ultra High Dynamic Range Radar // IEEE Radar Conference. Dallas. May 1998.
  25. Григорьянц В.В., Дворников А.А., Ильин Ю.Б., Константинов В.Н., Прокофьев В.А., Уткин Г.М. Генерация радиосигналов в системе «лазер - оптическая линия задержки» //Квантовая электроника. 1984. Т. 11. № 4. С. 766−775.
  26. Пат. РФ № 1506508, опубликован 07.09.1989 / Белов Л.А., Борцов А.А., Григорьянц В.В., Ильин Ю.Б., Константинов В.Н., Королев И.Л.
  27. Борцов А.А., Григорьянц В.В. и др. Частотные и фазовые характеристики автогенератора с волоконно-оптической линией задержки // Сб. докл. «Стабилизация частоты». М. 1986. С. 63−67.
  28. Гиневский С.П., Котов О.И., Николаев В.М., Поверинов М.С., Сулейман Абу-Газали Оптоэлектронный измерительный автогенератор с волоконным интерферометром в цепи обратной связи // Журнал технической физики. 1995. Т. 21. № 15. С. 20−28.
  29. Bratchikov A.N. and Sheremeta A.P. Optical amplifiers on the basis of Er-doped fibers: present state // Modeling, Measurement & Control, A. AMSE Press, Tassin-la-Demi-Lune, France. 1994. V. 54. № 3. P. 1−25.
  30. Bratchikov A.N., Voskresensky D.I. and Garkusha S.A. High frequency characteristics of directly modulated injection laser // Modeling, Measurement and Control, A. AMSE Press (France). 1994. V. 54. № 3. P. 27−37.
  31. Пат. РФ № 2119719, опубликован 27.09.1998. Устройство для стабилизации фазы передаваемого по ВОЛС высокочастотного аналогового сигнала / Зайцев Д.Ф.
  32. Jäger D., Stöhr A. Microwave Photonics // 31st European Microwave Conference. 2001. P. 1−4.
  33. Malcoci A. etc. Photonic (sub)millimeterwave local oscillators // 14th International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications. MIKON-2002. V. 3. P. 722−734.
  34. Riza N.A., Arain M.A., Khan S.A. Hybrid analog-digital variable fiber-optic delay line // Journal of Lightwave Technology. 2004. V. 22. № 2. P. 619−624.
  35. Funk E.E., Bashkansky M. Microwave photonic direct-sequence transmitter and heterodyne correlation receiver // Journal of Lightwave Technology. 2003. V. 21. № 12. P. 2962−2967.
  36. Wojtyra P., Galwas B. Photonic microwave filters // International Conference on Microwaves, Radar & Wireless Communications. MIKON-2006. P. 922−925.
  37. Chan E.H.W., Minasian R.A. Photonic RF phase shifter and tunable photonic RF notch filter // Journal of Lightwave Technology. 2006. V. 24. № 7. P. 2676−2682.
  38. Zhigang Liu etc. Photonic true time delay using air-guiding photonic bandgap fibers // Conference on Lasers and Electro-Optics and Quantum Electronics and Laser Science Conference. CLEO/QELS-2006. P. 1−2.
  39. Yao J. Microwave photonics // Journal of Lightwave Technology. 2009. V. 27. № 3. P. 314−335.
  40. Братчиков А.Н. Фазостабильные волоконно-оптические системы передачи и распределения антенных сигналов СВЧ- и КВЧ-диапазонов. Дис. ? докт. техн. наук. М.: 2001. 373 с.
  41. Поспелов А.Н. Опторадиоэлектронные модуляторы миллиметровых волн. Дис. - канд. техн. наук. Томск: 2002.
  42. Бахрах Л.Д., Зайцев Д.Ф. Экспериментальное исследование макета многоканальной волоконно-оптической фазостабильной разводки СВЧ сигнала // Труды второго научно-технич. симпозиума «Электронное управление лучом в бортовых радиолокационных комплексах». Рязань. 2002. С. 102−104.
  43. Бахрах Л.Д., Зайцев Д.Ф., Островский А.Г. Особенности применения фотоники в АФАР // Труды второго научно-технич. симпозиума «Электронное управление лучом в бортовых радиолокационных комплексах». Рязань. 2002. С. 114−117.
  44. Бахрах Л.Д., Зайцев Д.Ф. Экспериментальное исследование макета многоканальной сверхширокополосной фазостабильной волоконно-оптической разводки СВЧ-сигналов и сверхкоротких импульсов // Антенны. 2003. № 5. С. 3−6.
  45. Бахрах Л.Д., Зайцев Д.Ф. Фазированные антенные решетки на основе распределенных оптических антенных модулей // Доклады РАН. 2004. Т. 394. № 4. С. 465−468.
  46. Бахрах Л.Д., Зайцев Д.Ф. Перспективы применения аналоговой фотоники в радиолокационных системах // Антенны. 2004. № 8−9. С. 134−138.
  47. Зайцев Д.Ф. Устройства аналоговых фотонных сетей в аппаратуре АФАР. Дис. - докт. техн. наук. М.: 2005. 194 c.
  48. Пат. РФ № 2298810. МПК G01S13/66, опубл. 10.05.2007. Приемо-передающий оптоэлектронный модуль АФАР / Зайцев Д.Ф.; бюл. № 13.
  49. Дорофеев А.В., Усачев В.А. О технологии приемо-передающих модулей радиооптических цифровых ФАР для перспективных РЛС // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2009. С. 68−77.
  50. Falessi C. etc. From RADAR to NODAR // Radar Conference. RADAR\'08. 2008. P. 1−6.
  51. Hamidi E. Photonic processing of ultra-broadband radio frequency waveforms // A Dissertation Submitted to the Faculty of Purdue University. West Lafayette. Indiana. 2010. 146 p.
  52. Laghezza F. etc. Reconfigurable radar transmitter based on photonic microwave signal generation // Proc. of the 7th European Radar Conference. 2010. P. 336−339.
  53. Laghezza F. etc. Reconfigurable radar transmitter based on photonic microwave signal generation // International Journal of Microwave and Wireless Technologies. 2011. № 3(3). P. 383−389.
  54. Ghelfi P. etc. Novel Architecture for a Photonics-Assisted Radar Transceiver Based on a Single Mode-Locking Laser // Photonics Technology Letters. 2010 V. 23. № 10. P. 639−641.
  55. Ghelfi P. etc. Ultra-stable radar signal from a photonics-assisted transceiver based on single mode-locking laser // Optical Fiber Communication Conference and Exposition (OFC/NFOEC) and the National Fiber Optic Engineers Conference. 2011. P. 1−3.
  56. Ghelfi P. etc. Phase Coding of RF Pulses in Photonics-Aided Frequency-Agile Coherent Radar Systems // Journal of Quantum Electronics. 2012. V. 48. № 9. P. 1151−1157.
  57. Ghelfi P. etc. Photonic Generation of Phase-Modulated RF Signals for Pulse Compression Techniques in Coherent Radars // Journal of Lightwave Technology. 2012. V. 30. № 11. P. 1638−1644.
  58. Bogoni A. etc. PHODIR: Photonics-based fully digital radar system // International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP). 2013. P. 25−28.
  59. Clark T.R., Waterhouse R. Photonics for RF Front Ends // IEEE Microwave Magazine. 2011. V. 12. № 3. P. 87−95.
  60. Peng Huei Lim etc. Microwave photonics research for defense applications in Singapore // International Topical Meeting on Microwave Photonics & Microwave Photonics Conference. Asia-Pacific. MWP/APMP. 2011. P. 417−420.
  61. Slow and Fast Light in Semiconductor Optical Amplifiers for Microwave Photonics // Applications Advances in Optical Amplifiers / Под ред. P. Urquhart. InTech. 2011. Chapter 9. P. 179−204.
  62. Tzu-Fang Tseng etc. High-resolution 3-dimensional radar imaging based on a few-cycle W-band photonic millimeter-wave pulse generator // OFC/NFOEC Technical Digest. 2013. P. 1−3.
  63. Capmany J. etc. A microwave photonics transistor // International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP). 2013. P. 190−193.
  64. Marpaung D., Eggleton B.J. Nonlinear integrated microwave photonics // International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP). 2013. P. 84−87.
  65. Scott Rodgers J. Technologies for RF photonics in wideband multifunction systems // IEEE Avionics, Fiber-Optics and Photonics Conference (AVFOP). 2013. P. 7−8.
  66. Yamei Zhang, Fangzheng Zhang, Shilong Pan A microwave photonic system with switchable functions based on cascaded polarization modulators // 13th International Conference on Optical Communications and Networks (ICOCN). 2014. P. 1−3.
  67. Yamei Zhang etc. An optically controlled phased array antenna based on single sideband polarization modulation // Optics express. 2014. V. 22. № 4. P. 3761−3765.
  68. Shilong Pan, Yamei Zhang Microwave photonic signal processing based on polarization modulation // Photonics Conference (IPC). 2014. P. 210−211.
  69. Zhenzhou Tang, Shilong Pan A reconfigurable photonic microwave mixer // International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP) and the 9th Asia-Pacific Microwave Photonics Conference (APMP). 2014. P. 343−345.
  70. Mathur M., Sridhar N., Rai J.K. Design and analysis of RF signal distribution over optical fiber for active aperture radar // International Conference on Signal Processing and Integrated Networks (SPIN). 2014. P. 354−357.
  71. Piqueras M.A. etc. Photonic front-end for the next-generation of space SAR applications // Proc. of the 10th European Microwave Integrated Circuits Conference. 2015. P. 301−304.
  72. Журавлева О.В., Иванов А.В., Исаев Д.С. и др. Активная волоконно-оптическая линия задержки сигналов СВЧ-диапазона // Microwave & Telecommunication Technology. CriMiCo 2007. 17th International Crimean Conference. С. 907−908.
  73. Костицкий С.М. Создание научно-технологической базы интегральной и волоконной оптики // Отчет по НИР. Номер гранта (контракта): 02.527.11.9017 от 26.11.2007. URL = http://elibrary.ru/item.asp-id=18072992.
  74. Пат. РФ № 2390073, опубликован 20.05.2010. Оптический генератор СВЧ-импульсов / Перепелицын Ю.Н.; бюл. № 14.
  75. Пат. РФ № 2436141, опубликован 10.12.2011. Оптоэлектронный генератор сигналов СВЧ-диапазона / Белкин М.Е., Белкин Е.М;. бюл. № 34.
  76. Пат. РФ № 2454759,  опубликован: 27.06.2012. Фазовращатель / Яковлев М.Я., Цуканов В.Н.; бюл. № 18.
  77. Вольхин Ю.Н., Мандрик А.М., Носов Ю.И. О перспективах использования методов и средств микроволновой фотоники в сверхширокополосной радиолокации и сверхширокополосной радиосвязи // Сб. докладов Междунар. научно-технич. конф. ФГУП «Омский научно-исследовательский институт приборостроения». Омск. 2011. С. 322−329.
  78. Бевзюк И.А. R&D-стратегия: Опередить конкурента // Интеллект & Технологии. 2012. № 3(4). С. 21−23.
  79. Материалы V Общерос. науч.-техн. конф. «Обмен опытом в области создания сверхширокополосных систем». Омск. 2014. URL = http://www.ckba.net/media/files/2014_11_06_sbornik.pdf.
  80. Иванов С.И., Лавров А.П., Саенко И.И. Диаграммоформирующие схемы для приемных ФАР СВЧ-диапазона на основе компонентов аналоговых волоконно-оптических линий // Всерос. науч.-техн. конф. «Электроника и микроэлектроника СВЧ». Санкт-Петербург. 2014. С. 503−508.
  81. Борцов А.А. Оптоэлектронный генератор с накачкой квантоворазмерным лазерным диодом. Дис. - докт. техн. наук. М.: 2014. 402 с.
  82. Нургазизов М.Р. Оптико-электронные системы измерения мгновенной частоты радиосигналов СВЧ-диапазона на основе амплитудно-фазового модуляционного преобразования оптической несущей. Дис. - канд. техн. наук. Казань: 2014. 166 с.
  83. Шулунов А.Н. Применение радиофотоники в радиолокации // Материалы Междунар. Крымской конф. КРЫМИКО. Севастополь. 2014.
  84. Митяшев М.Б. К реализации технологий радиофотоники в АФАР радиолокационных комплексов // Вестник СибГУТИ. 2015. № 2. С. 178−190.
  85. Голов Н.А. и др. Особенности и принципиальные преимущества элементной базы радиофотоники при создании сверхширокополосных РЛС на базе ФАР и АФАР // Антенны. 2016. № 3. С. 19−25.
  86. Голов Н.А. и др. Системы оптоэлектронного распределения и обработки сигналов для создания радиофотонных РЛС с АФАР // Материалы VI Общерос. научно-технич. конф. «Обмен опытом в области создания сверхширокополосных радиоэлектронных систем». Омск: Изд-во ОмГТУ. 2016. С. 112−136.