射頻光傳輸設(shè)備及其在核電磁脈沖防護(hù)中的應(yīng)用

　　自動溫度控制(ATC)

　　自動溫度控制電路由小型致冷器、熱敏元件及控制部分組成。熱敏元件監(jiān)測激光器的結(jié)溫，與設(shè)定的基準(zhǔn)溫度相比較，放大后驅(qū)動致冷器的控制電路，改變致冷量，從而保證激光器工作在恒定的溫度下。為了提高致冷效率和控制精度，激光器的溫度控制常采用內(nèi)制冷方式，也就是將致冷器和熱敏電阻封裝在激光器管殼內(nèi)，熱敏電阻直接探測結(jié)區(qū)溫度，致冷器直接和激光器的PN結(jié)接觸。這種方式可以控制激光器結(jié)溫在±0.5℃的范圍內(nèi)，從而使激光器有較恒定的輸出光功率和發(fā)射波長。但是，溫度控制方式不能控制由于激光器老化而產(chǎn)生的影響。溫度控制電路的控制精度不僅取決于外圍電路的研制，而且受到激光器的封裝技術(shù)的影響。熱敏電阻能不能反映結(jié)區(qū)的溫度、致冷器與PN結(jié)的熱接觸是否好等都直接影響到溫度控制電路的控制精度。

　　為了激光器的穩(wěn)定工作，ATC是必須的，一般把LD芯片的溫度控制在25℃，激光器的光發(fā)射功率和非線性失真依賴于偏置電流，因此偏流控制是光發(fā)射機(jī)的關(guān)鍵部件。由于半導(dǎo)體激光器對溫度變化很敏感，因此必須通過自動功率控制單元穩(wěn)定激光器的輸出，自動功率控制單元是通過控制激光器的偏置電流使其自動跟蹤閥值的變化，使激光器總是偏置在最佳的工作狀態(tài)，同時控制激光器的調(diào)制電流的幅度，使其自動跟隨光電轉(zhuǎn)換效率而變化。

　　光纖傳輸系統(tǒng)由于要傳輸寬帶射頻信號，而且在這個頻段內(nèi)，空中所接收到的信號幅度差別很大，因此對激光器的線性和調(diào)制靈敏度要求特別苛刻：首先，要求激光器器件的工作頻帶要寬，本底噪聲要極低，動態(tài)范圍要大;其次，由于系統(tǒng)使用的環(huán)境特殊，故要求設(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;另外，由于輸入信號的特殊性，要求激光器必須有很高的調(diào)制靈敏度和很好的線性指標(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)物的產(chǎn)生，影響系統(tǒng)工作穩(wěn)定等。

　　光接收設(shè)備

　　接收機(jī)主要由兩大部分組成，即激光探測器光電轉(zhuǎn)換部分、寬帶高效高阻-低阻抗的阻抗變換輸出處理部分(見圖3)。激光探測器光-電轉(zhuǎn)換部分及控制監(jiān)測部分為有源器件組成。光接收機(jī)的核心是PIN管，此外還有電源、功率控制電路、光檢測電路、射頻信號的放大處理電路等。光接收機(jī)通過PIN管將光信號轉(zhuǎn)換為電信號;光接收機(jī)有接收光功率指示功能;放大電路的增益應(yīng)適當(dāng)，保證接收到的電信號的失真盡可能小，也需要有一定的幅度便于后級的信號的處理。

　　由于在光發(fā)射機(jī)中未采用RF放大器，因此系統(tǒng)的傳輸增益(接收機(jī)光功率-2dB輸入時)要降低10~15dB左右，為了不使系統(tǒng)的傳輸增益過低，在不增加放大器降低系統(tǒng)噪聲系數(shù)動態(tài)和可靠性的前提下，可采用改變光接收機(jī)接收光功率的方式來補(bǔ)償由于不采用放大器帶來的傳輸增益的降低，即高出高進(jìn)的模式，光發(fā)射機(jī)高功率輸出，接收機(jī)輸入光功率大于+2dBm，彌補(bǔ)上系統(tǒng)降低的6dB增益。

　　結(jié)語

　　試驗(yàn)證明，采用此方案系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能達(dá)到要求，也能夠滿足用戶的使用要求。因此采用射頻光傳輸的方法，能夠有效地增強(qiáng)地下防護(hù)工程內(nèi)通信系統(tǒng)的抗電磁毀傷能力，這已經(jīng)在系列工程應(yīng)用中得到驗(yàn)證。