射頻光傳輸設備及其在核電磁脈沖防護中的應用

　　引言

　　20世紀80年代后期，號稱(chēng)“電磁殺手”的電磁脈沖炸彈問(wèn)世了。這種炸彈爆炸后產(chǎn)生的高強度電磁脈沖，覆蓋面積大，頻譜范圍寬，幾乎能夠攻擊其殺傷半徑內所有帶電子部件的武器系統。它產(chǎn)生的強電磁脈沖可以通過(guò)暴露在地面上的天線(xiàn)、饋線(xiàn)等設備產(chǎn)生感應電流，破壞地下防護工程內的電子通信設備，癱瘓整個(gè)通信系統。通過(guò)近年來(lái)發(fā)生的幾場(chǎng)高技術(shù)條件下的局部戰爭，我們可以看到，電磁脈沖炸彈已投入實(shí)戰使用，并已成為控制信息權的“殺手锏”，嚴重地威脅到無(wú)線(xiàn)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(gè)嚴峻問(wèn)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(wú)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(diǎn)。 采用光纖傳輸方法代替傳統的電纜傳輸方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)。

　　增強無(wú)線(xiàn)通信設備抗電磁毀傷能力。由于光纖是絕緣體，光纖代替金屬線(xiàn)，切斷傳導性耦合通路，防止強電磁脈沖產(chǎn)生的感應電流破壞通信工程內的相關(guān)通信設備。

　　采用光傳輸使天線(xiàn)能夠遠距離使用。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25公里，實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信遠距離隔離保護。

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

　　射頻信號光傳輸系統

　　射頻信號光傳輸的基本組成如圖1所示。在發(fā)送端，射頻信號通過(guò)射頻信號放大、濾波等(具體根據實(shí)際需求處理)，再通過(guò)電光轉換，將射頻信號轉換成光信號在光纜中傳輸;接收端接收光信號，首先進(jìn)行光電轉換，將光信號轉換成電信號，通過(guò)放大和濾波處理后輸出射頻信號。

　　光發(fā)射設備

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

　　(1)要求激光器器件的自身噪聲極低，動(dòng)態(tài)范圍要大。

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

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

　　光發(fā)射機的核心是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(dòng)功率控制)。光發(fā)射機通過(guò)自動(dòng)溫度控制(ATC)、自動(dòng)光功率控制(APC)電路穩定輸出光功率;信號輸入后采用寬帶放大，然后通過(guò)光調制技術(shù)將射頻信號轉換為光信號(見(jiàn)圖2)。