Optical true time-delay beam-forming for phased array antenna using a dispersion compensating fiber and a multi-wavelength laser

Lee, Hojoon; Jeon, Hyun-bin; Jung, Jin

doi:10.1109/fbw.2011.5965558

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“…The PDs have a bandwidth of 16 GHz and a responsivity of 0.7 A/W. The length difference ðÁLÞ of the tailored fiber segments is precisely measured to be 2 mm [20], [21], and 3-bit (or eight) TTDs are estimated to be Á( PTTD ¼ 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, and 70 ps, respectively. An RF vector network analyzer (VNA, Agilent PNA-X Network analyzer N5247A) is used to characterize the RF transfer function of the photonic beamformer, which is depicted in Fig.…”

Section: Experiments and Resultsmentioning

confidence: 99%

“…For example, dispersive fiber technique is quite competitive in power and space consumption [7]- [9] but the bandwidth of the transmission signal is limited by the power fading of the broadband RF signal caused by the group velocity dispersion [19]. Besides, its programmable PTTD is determined by the product of optical wavelength of a tunable laser and the dispersion value [9], [20]. Consequently, the resolution and dynamic range of the PTTD are both linearly related to the dispersion value so that high resolution and large range are contradictory.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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A Multi-Channel Multi-Bit Programmable Photonic Beamformer Based on Cascaded DWDM

Zou

Li³

et al. 2014

IEEE Photonics J.

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We propose and experimentally demonstrate a novel multi-channel multi-bit programmable photonic beamformer, which consists of multiple parallel photonic truetime delay (PTTD) subnetworks based on cascaded DWDMs. Each PTTD subnetwork can provide multi-bit true-time delays (TTDs) for a multi-channel modulated RF signal of a phased array antenna (PAA) and operate over a wide RF range from 10 MHz to 12 GHz. The RF signal is modulated to a spectrally separated laser array combined by a DWDM to form a multi-channel spatially separated PAA. The multi-bit TTDs for scanning PAA angles are rapidly programmed by means of a control circuit of optical switches in the PTTD subnetwork. By using an optical splitter, multiple parallel PTTD subnetworks can be topologically configured out for a PAA with a large number of elements. The obtained radiation patterns demonstrate that the proof-of-concept experimental result agrees well with the theoretical analysis, verifying the feasibility of the proposed photonic beamformer.

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Section: Experiments and Resultsmentioning

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Multi-Channel Multi-Bit Programmable Photonic Beamformer Based on Cascaded DWDM

Zou

Li³

et al. 2014

IEEE Photonics J.

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“…Existen diversos métodos fotónicos que pueden emplearse para hacer el procesamiento de la señal en el dominio óptico, como: conmutación de guías ópticas [11][12][13][14], líneas de retardo basadas en redes de Bragg uniformes, con chirp y superestructuradas [15][16][17][18][19][20][21][22], TTD por propagación en medios dispersivos [23][24][25][26][27], y otros [28][29][30][31][32][33][34]. A continuación, se describe un sistema que utiliza dispositivos de fibra óptica conocidos como redes de Bragg uniformes.…”

Section: Retardos Reales Por Me Dios Fotónicosunclassified

Líneas de retardo real para conformación óptica de haces de microondas

Rabal¹

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La conformación de haces por medios ópticos, Optical Beamforming (OBF), es una técnica que hace uso del procesamiento óptico o fotónico de señales de microondas para dar forma y dirección al patrón de radiación de un arreglo o conjunto de antenas. En este trabajo se presenta el estudio de dispositivos fotónicos conocidos como Optical Ring Resonators (ORRs) que resultan aptos para generar los retardos reales necesarios en las señales de microondas que modulan una portadora óptica y luego alimentan el conjunto de antenas en un sistema de OBF. Primeramente se obtiene un modelo matemático que describe la respuesta del dispositivo, y se analiza la influencia de cada uno de los parámetros que intervienen en él. Mediante simulaciones numéricas, se analiza la propagación de un pulso a través del resonador y se verifica su capacidad para generar retardos controlados. Luego, con el fin de mejorar algunas características de la respuesta, se investigan distintas configuraciones y formas de conexión. A partir de este análisis, se elige la conexión en cascada de varios ORRs de dos puertos como la más apropiada para implementar líneas de retardo controlables que puedan luego ser aplicadas en un sistema de OBF. Se propone, entonces, una estrategia de control simple y eficaz para controlar los ORRs y así generar retardos con ciertas características deseadas, como valor medio y ripple dentro del ancho de banda de interés. Debido a su simplicidad, la estrategia propuesta puede ser implementada fácilmente en un dispositivo DSP o FPGA. Por último, se analiza, mediante simulaciones numéricas, el desempeño de un sistema de OBF basado en las líneas de retardo estudiadas y la estrategia de control propuestas. Los resultados obtenidos a lo largo del trabajo muestran las ventajas que presentan estos dispositivos fotónicos frente a su contraparte electrónica al ser utilizados en un sistema conformador de haz, relacionadas con la posibilidad de operar en grandes anchos de banda con variaciones mínimas en el ángulo de direccionamiento del sistema.

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Optical true time delay unit with wide range and high resolution for phased array beamforming

Duan

2018

Photon Netw Commun

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Optical true time-delay beam-forming for phased array antenna using a dispersion compensating fiber and a multi-wavelength laser

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A Multi-Channel Multi-Bit Programmable Photonic Beamformer Based on Cascaded DWDM

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Líneas de retardo real para conformación óptica de haces de microondas

Optical true time delay unit with wide range and high resolution for phased array beamforming

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