Copyright 2017 - Custom text here

Оптоэлектронный генератор успешно можно использовать в малых беспилотных летательных аппаратах БПЛА, в которых важное значение имеет габариты и вес всей электронной части и задающего генератора. На базе ОЭГ система обработки и передачи информации БПЛА -наземная станция, БПЛА и мониторинг окружающего пространства или разведка местности производится в несколько раз выгодными характеристиками по дальности, помехозащищенности, незаметности канала передачи с большой скоростью 1...10 ГГб/с.

Обладая малым весом до 200...900 грамм и малыми габаритами с размерами с грецкий орех бортовая система БПЛА на основе оптоэлектронного генератора способна передавать шифрованную, помехозащищенную информацию со скоростью 10ГГб/с на расстояние 80...150 км конфиденциально, то есть без обнаружения внешними средствами.

 
  1. 6. Выводы по главе 7

 Сделано общее заключение о перспективности использования КЛД в качестве МИС в ОАГ в СВЧ диапазоне на частотах генерации 8- 15 ГГц. Предложено использовать ОАГ ВОЛЗ СВЧ /КВЧ диапазона в бортовых РЛС и РОЛС.

В результате проведенных экспериментальных исследований в ВЧ  и СВЧ диапазонах сделаны следующие выводы. 

  На основе изучения зависимостей дифференциальных модуляционных характеристик U (θ, Iсм) и ∆φ (θ, Iсм)при сканировании диаграмм направленности излучения для разных образцов ЛД  был сделан вывод, что при возбуждении световода от  ЛД    эффективная  задержка сигнала ,прошедшего ВОЛЗ  ,изменяется примерно на 10-15%  от величины тока смещения и  относительного пространственного расположения возбуждающего световода и ЛД.

Использование ССМ в ОАГ на входе возбуждающего световода является необходимым , поскольку малые  изменения задержки сигнала в ВОЛЗ , образованной ЛД , ВС и ФД  , приводят  к 10-15%-м изменениям  частоты генерации сигнала ОАГ . Изменения  частоты генерации ОАГ  вызваны  малыми уходами  тока смещения  ЛД и являются различными для разных угловых  отклонений  оптической оси ВС от оптической оси ЛД.

На основании полученных данных сделан вывод о необходимости  стабилизации токов смещения СД и ЛД, использующихся в ОАГ СВОЛЗ, до значений 10-4 -10 -3. Измеренные в экспериментах средние крутизны наклона Sf зависимости  f (Iсм) (  при равных отстройках  |Iсм -Iпор| от порогового значения Iпор)в областях изменений тока выше и ниже порогового значения приблизительно равны  для ОАГ ВОЛЗ с ЛД составили: Sf = ΔfIсм = 15 кГц /мА.

Обнаруженное впервые экспериментально и объясненное    теоретическим анализом для ЛД явления смены полярности наклона постоянной времени ЛД   и  крутизны наклона Sf  зависимости  f (Iсм)  для ОАГ с ЛД  дало возможность правильно выбирать рабочие токи смещения ЛД  в ОАГ и амплитуду сигнала модуляции , а также оптимизировать конструкции модулятора ЛД, согласующего  оптического устройства с ВС и термостабилизирующего блока .   Измеренные в экспериментах средние крутизны наклона Sf зависимости  f (Iсм) (  при равных отстройках  |Iсм -Iпор| от порогового значения Iпор)в областях изменений тока выше и ниже порогового значения приблизительно равны  для ОАГ ВОЛЗ с ЛД составили: Sf = ΔfIсм = 15 кГц /мА.

Оптическая связь, возникающая в направленном ответвителе Х-типа, как показано в главе 3, делает частотную характеристику f(r) периодической, со значительными величинами крутизны преобразования «управляющее радиальное смещение – частота». В зависимости от выбора     « средней рабочей точки» крутизна преобразования “радиальное смещение – частота f(r) ” сильно изменяется  и для максимальных значений для экспериментального образца ОАГ ВОЛЗ  составила       0.1 МГц/мкм.

Влияние оптической связи, возникающей в направленном ответвителе НО, как показано в главе 3 делает характеристику f(r) периодической, со значительными величинами крутизны преобразования “радиальное смещение – частота”.. С другой  стороны , при задачах построения стабилизированного по радиочастоте ОАГ и управляемого по частоте   в электронной     его части  необходимо  использования в ОАГ дифференциальной СВОЛЗ  для связи оптических каналов направленных ответвителей Y типа , в которых продольная оптическая связь отсутствует или  на несколько порядков меньше.

Впервые  проведены  экспериментальные испытания функциональных преобразователей ( ФП )электрического напряжения и тока на основе ОАГ ВОЛЗ. Измерения его основных характеристик показывает целесообразность его использования при измерении электрических напряжениях больших и малых величин в труднодоступных местах с сильными внешними паразитными электромагнитными полями. В экспериментальном  макете  ФП на базе ОАГ крутизна преобразования «электрические ток - частота и напряжение –частота» составили ,соответственно, 1кГц/В  и 3 кГц /А , что позволяло эффективно регистрировать напряжения , токи и электро-магнитные поля в широком диапазоне их значений амплитуд. с большим динамическим диапазоном Dд = 103 – 104.

              В макете ОАГ датчика электрического тока были измерены максимальные отклонения  частоты генерации ОАГ . Они  составили  ∆f = 5,0 ÷ 10,0 кГц при изменении  амплитуды  переменного электрического тока Iс  = 750 - 1500 A.

Теоретически и экспериментально доказана возможность  преобразования физических воздействий в частоту генерации ОАГ .

Показано, что  измерения механического смещения при измерении  двух параметров ОАГ СВОЛЗ частоты f  и амплитуды  генерации сигнала ОАГ повышает   точность и надежность  измерений механических смещений. Двухпараметрические измерения позволяют провести комплексную компенсацию от помех, вызванных, например, температурой или давлением ,воздействующими на оптоволокно.   Минимально регистрируемый уровень (чувствительность) такого функционального преобразователя  “акустический колебания  – частота генерации  ОАГ ” составил примерно  30 мПа.

 Рассмотрены основные механизмы преобразования физических величин в частоту и разность фаз колебаний ОАГ ВОЛЗ. Были проанализированы зависимости частоты ОАГ ВОЛЗ при изменении длины световода и за счет селекции мод световода на его выходе. При рассмотрении фазогенераторного метода было отмечено, что основной особенностью такого преобразования является высокая эффективность преобразования воздействий на ВС0, которые изменяют его модовый состав.

Впервые в России реализована схема генерации оптоэлектронного генератора ОАГ в СВЧ диапазоне на частоте 8.2 ГГц. Доказана возможность использования для создания ОАГ ВОЛЗ в СВЧ диапазоне  в качестве МИС отечественного КЛД с сверхширокой полосой модуляции частот, а также отечественного сверхширокополосного фотодиода  ФД. 

Измеренная экспериментальная зависимость частоты генерации от тока смещения близка к расчетной и хорошо описывается параболической зависимостью.   При малых токах смещения   крутизна изменений зависимости    частоты генерации от тока смещения составила 0.3 МГц/мА. При больших токах смещения КЛД  5-8   крутизна изменений зависимости    частоты генерации от тока смещения составила 0.003 МГц/мА.

  Были проведены исследования зависимостей частоты от тока смещения при различных длинах световода , образующего ВОС. 1, 3, 60 , 70 , 4500 м. Было установлено , что одночастотный режим генерации ОАГ во всем диапазоне токов смещения при добротности фильтра РФ близкой к 1000 получается при определенных длинах световода. Так , например, при длине ВС 60 м одночастотный режим без перескоков осуществлялся во всем диапазоне токов смещений  , при длине ВС 70 м реализовался одночастотный режим с перескоком на соседний тип колебания.  Сделано общее заключение о перспективности использования КЛД в качестве МИС в ОАГ в СВЧ диапазоне на частотах генерации 8- 15 ГГц. Предложено использовать ОАГ ВОЛЗ СВЧ /КВЧ диапазона в бортовых РЛС и РОЛС.