《電子技術(shù)應(yīng)用》
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射频光传输设备及其在核电磁脉冲防护中的应用
电子产品世界
袁海兵 总参通信部驻成都地区军事代表室 毛建 绵阳灵通电讯
摘要:   20世纪80年代后期,号称“电磁杀手”的电磁脉冲炸弹问世了。这种炸弹爆炸后产生的高强度电磁脉冲,覆盖面积大,频谱范围宽,几乎能够攻击其杀伤半径内所有带电子部件的武器系统。它产生的强电磁脉冲可以通过暴露在地面上的天线、馈线等设备产生感应电流,破坏地下防护工程内的电子通信设备,瘫痪整个通信系统。通过近年来发生的几场高技术条件下的局部战争,我们可以看到,电磁脉冲炸弹已投入实战使用,并已成为控制信息权的“杀手锏”,严重地威胁到无线通信的发展。如何提高抗电磁摧毁能力已是各国在通信发展中遇到的一个严峻问题。
Abstract:
Key words :

     引言
 
    20世紀(jì)80年代后期,號稱“電磁殺手”的電磁脈沖炸彈問世了。這種炸彈爆炸后產(chǎn)生的高強(qiáng)度電磁脈沖,覆蓋面積大,頻譜范圍寬,幾乎能夠攻擊其殺傷半徑內(nèi)所有帶電子部件的武器系統(tǒng)。它產(chǎn)生的強(qiáng)電磁脈沖可以通過暴露在地面上的天線、饋線等設(shè)備產(chǎn)生感應(yīng)電流,破壞地下防護(hù)工程內(nèi)的電子通信設(shè)備,癱瘓整個通信系統(tǒng)。通過近年來發(fā)生的幾場高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭,我們可以看到,電磁脈沖炸彈已投入實戰(zhàn)使用,并已成為控制信息權(quán)的“殺手锏”,嚴(yán)重地威脅到無線通信的發(fā)展。如何提高抗電磁摧毀能力已是各國在通信發(fā)展中遇到的一個嚴(yán)峻問題。

    電纜傳輸和光纖傳輸衰耗與距離的比較

    與電纜傳輸相比,光纖傳輸具有無電磁輻射、傳輸帶寬寬、不受電磁脈沖干擾、傳輸損耗小等特點。 采用光纖傳輸方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電纜傳輸方法,具有以下優(yōu)點。

    增強(qiáng)無線通信設(shè)備抗電磁毀傷能力。由于光纖是絕緣體,光纖代替金屬線,切斷傳導(dǎo)性耦合通路,防止強(qiáng)電磁脈沖產(chǎn)生的感應(yīng)電流破壞通信工程內(nèi)的相關(guān)通信設(shè)備。

    采用光傳輸使天線能夠遠(yuǎn)距離使用。一般電纜傳輸方法最大傳輸距離約500~1000m,光傳輸方法最小可達(dá)25公里,實現(xiàn)無線通信遠(yuǎn)距離隔離保護(hù)。

    大大減小信號傳輸過程中的衰耗(見表1),提高通信接收信號質(zhì)量。

    射頻信號光傳輸系統(tǒng)

    射頻信號光傳輸?shù)幕窘M成如圖1所示。在發(fā)送端,射頻信號通過射頻信號放大、濾波等(具體根據(jù)實際需求處理),再通過電光轉(zhuǎn)換,將射頻信號轉(zhuǎn)換成光信號在光纜中傳輸;接收端接收光信號,首先進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,通過放大和濾波處理后輸出射頻信號。

    光發(fā)射設(shè)備

    在激光發(fā)射機(jī)中,激光器的性能好壞決定了發(fā)射機(jī)的性能好壞,因此對激光器的線性要求特別苛刻:

    (1)要求激光器器件的自身噪聲極低,動態(tài)范圍要大。

    (2)系統(tǒng)使用的特殊環(huán)境要求設(shè)備適應(yīng)性要強(qiáng),也就要求激光器器件的溫度適應(yīng)范圍要寬。

    (3)輸入信號的特殊性要求激光器必須有很好的線性指標(biāo),即:CSO(組合二次)、CTB(組合三次)和C/N(載噪比)指標(biāo),避免自身的非線性產(chǎn)物的大量產(chǎn)生,影響系統(tǒng)工作穩(wěn)定及對有用信號造成干擾等等。

    光發(fā)射機(jī)的核心是DFB激光器組件,此外還有電源、激光器偏置電路、功率控制電路、光檢測電路(光檢測器用于光功率檢測與自動功率控制)。光發(fā)射機(jī)通過自動溫度控制(ATC)、自動光功率控制(APC)電路穩(wěn)定輸出光功率;信號輸入后采用寬帶放大,然后通過光調(diào)制技術(shù)將射頻信號轉(zhuǎn)換為光信號(見圖2)。

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