Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии создания сверхширокополосных устройств долговременной памяти на базе новых типов оптического волокна и радиофотонных методов для перспективных информационно-телекоммуникационных радиосистем

Номер контракта: 14.607.21.0138

Руководитель: Семенов Сергей Львович

Должность: ВРИО директора

Организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научный центр волоконной оптики Российской академии наук
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научный центр волоконной оптики Российской академии наук

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
радиофотонная технология, радиоэлектронные системы и средства сверхвысокочастотного диапазона, многосердцевинное оптическое волокно, сверхширокополосное устройство радиочастотной памяти, переключаемая волоконно-оптическая линия задержки

Цель проекта:
Разработка комплекса научно-технических решений по созданию технологии изготовления перспективного сверхширокополосного радиочастотного устройства долговременной памяти, которое предполагается построить на базе перспективных фотонных и радиофотонных принципов. Ключевыми элементами этого устройства являются волоконно-оптические модули задержки на базе нового многосердцевинного оптического волокна, разработка которых также является одной из основных задач проекта.

Основные планируемые результаты проекта:
Основным результатом выполнения работ будут являться конструктивно-технологические решения по созданию сверхширокополосных устройств долговременной памяти на базе многосердцевинного оптического волокна, а также конструктивно-технологические решения по созданию многосердцевинного оптического волокна.
Сверхширокополосное устройство долговременной памяти предназначено для запоминания СВЧ сигналов диапазона от 6 до 18 ГГц в импульсном режиме с длительностью радиочастотных импульсов от 1 до 100 мкс, а также в режиме непрерывных колебаний на время от 0,2 мкс до не менее 60 мкс с шагом 0,2 мкс. Многосердцевинное оптическое волокно в сверхширокополосном устройстве долговременной памяти предназначено для обеспечения временной задержки сигналов.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Разрабатываемое сверхширокополосное устройство долговременной памяти предназначено для длительного (до 60 мкс) запоминания СВЧ сигналов. Запоминание сигналов СВЧ-диапазона в разрабатываемом устройстве основано на использовании принципов радиофотоники. На вход устройства подается электрический сигнал СВЧ-диапазона. Внутри устройства производится генерации оптического сигнала, модулированного входным сигналом СВЧ-диапазона. Полученный таким образом сигнал на несущей оптической частоте с огибающей на частоте СВЧ-диапазона приобретает временную задержку за счет прохождения участка оптического волокна. На выходе устройства сигнал преобразуется в электрический сигнал СВЧ-диапазона, задержанный по сравнению с входным сигналом на определенное время.
В настоящее время аппаратура перспективных информационно-телекоммуникационных систем различного назначения, в частности, бортовая навигационная аппаратура, аппаратура связи радиотелескопных комплексов с сверхдлинной базой, аппаратура систем радиоэлектронного противодействия и т. д., строится на базе цифровой радиочастотной памяти (ЦРЧП). Замена ее на предлагаемое аналоговое устройство на базе волоконных линий задержки будет иметь следующие преимущества:
- расширение, как рабочей полосы частот, так и мгновенной полосы пропускания;
- отсутствие необходимости использовать понижающие и повышающие преобразователи частоты и высокоскоростные аналого-цифровые преобразователи;
- значительное уменьшение потребляемой мощности;
- повышение качества (отношения сигнала к шуму и помехам, динамического диапазона) задерживаемых сигналов СВЧ диапазона;
-снижение электромагнитных помех.
Ранее основным недостатком сверхширокополосного устройство долговременной памяти на базе волоконных линий задержек являлись большие габариты, возникающие из-за необходимости использования большой длины оптического волокна. В настоящем проекте для создания устройства памяти впервые предлагается использовать многосердцевинное оптическое волокно, что позволит сделать габариты данного устройства сравнимыми с габаритами ЦРЧП. Снижение габаритов, а также вышеперечисленные преимущества делает устройство памяти на основе принципов радиофотоники более конкурентно-способным по сравнению с наиболее широко используемым в настоящее время ЦРЧП.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Сверхширокополосные устройства долговременной памяти на базе новых типов оптического волокна и радиофотонных методов должны найти самое широкое применение в перспективных информационно-телекоммуникационных системах различного назначения, например, для создания цифровой когерентной приемно-передающей аппаратуры, в развиваемой индустриальным партнером данного проекта бортовой навигационной аппаратуре, а также в радиоастрономии для создания сверширокополосных радиотелескопов со сверхдлинной базой и в радиолокационной аппаратуре, для формирования радиолокационных портретов объектов (ложных целей) на экране радиолокаторов с синтезированной апертурой.
Реализация предлагаемого проекта приведет к:
- развитию научно-технических и научно-технологических методов и подходов новой радиоэлектронной промышленной технологии, основанной на междисциплинарном научном направлении: радиофотоника (микроволновая фотоника), созданном на стыке СВЧ радиотехники и оптоэлектроники;
- получению значимых научных результатов, позволяющих переходить к созданию новых видов научно-технической продукции;
- освоению новых методик и принципов работы, позволяющих достичь существенных результатов в дальнейшем;
- выводу на рынок новой научно-технической продукции мирового уровня, основанной на новой широко развиваемой в мире фотонной технологии;
- обеспечению экспортного потенциала и замещения импорта;
- снижению экологической нагрузки на природу за счет внедрения энергосберегающей экологически безопасной фотонной технологии производства товаров.

Текущие результаты проекта:
В 2015 году
1 Разработаны конструкторско-технологические решения по разработке конструкции многосердцевинных оптических волокон.
2 Разработаны технологические решения для изготовления многосердцевинных оптических волокон.
3 Разработано общее конструкторско-технологическое решение для создания сверхширокополосного устройства долговременной памяти на базе многосердцевинного оптического волокна и отдельных его узлов.
4 Проведены работы по макетированию многосердцевинного оптического волокна.
5 Проведены работы по макетированию узла формирования модулированного оптического сигнала сверхширокополосных устройств долговременной памяти.