WO2012005618A1 - Sistema e método fotónico para efectuar o direccionamento sintonizável do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas - Google Patents

Sistema e método fotónico para efectuar o direccionamento sintonizável do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas Download PDF

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WO2012005618A1
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optical
polarization
electric field
signals
coupling ratio
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Miguel Vidal Drummond
Rogério NUNES NOGUEIRA
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Universidade De Aveiro
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
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    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2575—Radio-over-fibre, e.g. radio frequency signal modulated onto an optical carrier
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    • H04B—TRANSMISSION
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    • H04B2210/006—Devices for generating or processing an RF signal by optical means

Definitions

  • This document presents a photonic system and method for directing the electric field generated by an array of antennas.
  • the system operates on a tunable photonic delay line consisting of a Mach-Zehnder optical interferometer with a predefined differential time delay between arms. Time delay tuning is accomplished by controlling the coupling ratio between the power applied to each of the interferometer time delay lines.
  • Three configurations are proposed, one of which uses only a single delay line and a single source. monochrome light, regardless of the number of elementary antennas in the array.
  • Application of the delay line described in a photonic system for the purpose of directing the electric field generated by an array of antennas has not been found in the present state of the art.
  • the proposed system is suitable for high frequency RF carrier wireless communication systems, which can accommodate high data rates.
  • the interest of this invention is due to its innovative character in electric field targeting systems radiated by an antenna array. These antennas play an increasingly important role in directing the radiated beam in a desired direction very precisely and without any mechanical displacement. Since data transmission bandwidth tends to increase in all wired and wireless telecommunication systems, interconnection systems between both types of telecommunication systems are required to allow high transmission rates. For example, a high transmission rate ( ⁇ 1 Gb / s) wireless network system may have a fiber radio system interconnecting a switch to a remote antenna array, which will then direct the beam in a desired direction with the aid of the proposed system, as it can accommodate high transmission rates.
  • Another example outside of telecommunications is radio astronomy, which requires advanced antenna systems to monitor signals from space with low power and high bandwidth.
  • the present concept is quite simple and is based on a well-known element in optics which is the Mach-Zehnder optical interferometer. Its implementation is made with commercially available components. It also allows very fast beam tuning, especially if you are going for an integrated optics implementation. At From the inventors' point of view, the greatest advantage is that it can have only one delay line (the birefringent medium in the configuration shown in Figure 3) and only one single monochromatic light source, whatever the number of elementary antennas. This feature was not found in the techniques reported in the literature.
  • An antenna array consists of a set of N antennas distributed along the three spatial dimensions.
  • the antennas that make up the aggregate are called elementary antennas.
  • An array of antennas allows the optimization and direction of the radiated electric field by adjusting the amplitude and phase of the radio frequency (RF) signals fed to each elemental antenna. This is the distinguishing feature of this type of antenna, since in an individual antenna the optimization of the radiated electric field depends on its design, and the direction depends on its spatial orientation.
  • RF radio frequency
  • the direction of the electric field radiated by the array may be controlled by the phase of the RF signals applied to each elemental antenna.
  • the aggregate may be powered by a single RF signal.
  • This signal is distributed across all elemental antennas, which include a tunable phase delay.
  • a phase delay, although tunable, is constant. This means that the value of the phase delay is correct only for a given RF frequency. In the case of an antenna array this implies that the emitted frequency must be constant. If not, different frequencies obtain different phase delays, and the direction of the electric field thus becomes dependent on the emitted frequency. In the case of data transmission on an RF carrier frequency, this implies that the data signal bandwidth is as small as possible. Since there are numerous applications with high bandwidth (eg RADAR signals, gigabit wireless networks, radio astronomy, etc.), radiated electric field routing cannot. be performed with this technique in an effective manner.
  • a frequency dependent phase delay is a time delay line.
  • each elemental antenna instead of a phase delay, each elemental antenna should have a tunable time delay associated with it.
  • Electrical implementation of a tunable time delay is particularly difficult at high frequencies, as increasing the time delay results in an increase in the length of the delay line, which therefore leads to increased signal losses and a reduction in frequency. It is based on this difficulty that photonic implementations of tunable delay lines have been proposed.
  • the advantages of photonic techniques are reduced loss, high bandwidth, smaller size and weight and noise immunity. electromagnetic.
  • an array of tuners with tunable photonic delay lines is characterized by having an electro-optical modulator for converting the RF signal to the optical domain, followed by an optical processing system that distributes and delays the modulated signal according to intended by the various antennas.
  • Optical signals are reconverted to the electrical domain through photoreceptors.
  • US 5,428,218 discloses a photon tunable time delay line based on spatial multiplexing.
  • the path taken by the optical signal is directed to a given optical fiber by adjusting some mirrors. As different fibers have different lengths, this gives a discrete tuning of the time delay added to the optical signal.
  • This implementation also addresses the possibility of having a multi-beam system, i.e. the system can be used simultaneously for more than one optical signal.
  • US 5978125 discloses a photonic tunable time delay line based on polarization multiplexing.
  • a A signal with a specific bias state is delayed longer than the orthogonal state.
  • the added time delay can thus be controlled.
  • the replication of this method of operation is presented in a frame with series birefringent media interspersed with polarization controllers. This gives a discreet tuning of the time delay.
  • US 5461687 describes a photon tunable time delay line based on dispersive media. Varying the wavelength of the input signal causes it to travel a different path, thus resulting in a tunable time delay.
  • the dispersive medium is implemented in free space in a diffraction grating, and was also fiber through Bragg fiber optic grids located at different points of the fiber.
  • US 5751466 describes a tunable photonic time delay line that takes advantage of the frequency response of a prohibited band photonic device.
  • An example of such devices is a Bragg network.
  • the device consists of a dielectric structure in which the refractive index varies longitudinally. Controlling the refractive index variation along the structure results in a change in the frequency response of the device, thereby affecting the time delay added to the photonic signal.
  • US 7558450 B2 describes a photonic tunable time delay line composed of three resonant elements coupled to a waveguide. It is an implementation restricted to single sideband signals. The symmetrical shift in the frequency of two resonant elements allows adjustment of the time delay obtained by the RF carrier. The third element adjusts the phase of the optical carrier so that the RF signal obtained does not have an involuntary phase shift.
  • this patent is clearly suited to RF signals with zero spectral content between the optical carrier and the RF carriers. This property of an RF signal causes the frequency response of the time delay line to be irrelevant to frequencies located between the RF carrier and the optical carrier.
  • Figure 1 shows the amplitude response and the group delay of the photonic tunable delay line considering different coupling ratios between the power applied to each of the interferometer time delay lines;
  • Figure 2 shows a first embodiment of the invention
  • Figure 3 shows a second embodiment of the invention
  • the proposed system for directing the electric field generated by an array of antennas is divided into three subsystems.
  • the RF signal modulates a monochrome optical carrier.
  • the modulated optical signal is replicated N times, where N is the number of elemental antennas.
  • Each replica is introduced into a tunable time delay line and then reconverted to the electric domain via a photoreceptor.
  • Each photoreceptor is connected to its elemental antenna.
  • the key element of the concept is the tunable time delay line, since in general an aggregate of N antennas has .N tunable time delay lines.
  • the tunable time delay line consists of a two-arm Mach-Zehnder optical interferometer.
  • the interferometer consists of an input coupler to which two delay lines are connected, and an output coupler that adds signals from both lines. Delay lines have a fixed time delay difference of ⁇ .
  • One of the couplers has the tunable coupling ratio, ie the optical power ratio on the two delay lines can be adjusted.
  • the proposed interferometer consists of a tunable response optical filter, which corresponds approximately to a weighted average of the delay line responses. Tuning is accomplished by varying the optical power ratio on both delay lines. This yields a tunable delay line between 0 and ⁇ as desired.
  • the interferometer's frequency response can be written as
  • the deduced expressions reveal that the tunable delay line has a periodic frequency response with a period of l / r.
  • the amplitude response and the group delay are shown in Figure 1, where various values of a are considered.
  • amplitude response and group delay vary with a. This requires the optical signal to be properly centered with the interferometer's frequency response.
  • the absolute value of the amplitude response can be adjusted with variable optical attenuators placed before or after the tunable delay lines, or by the electrical amplification of the detected signals.
  • a modulated RF signal on an optical carrier is composed of three spectral stripes located at ⁇ ⁇ / ⁇ > fo and fo + fw where f 0 is the optical carrier frequency and RF is the RF signal frequency.
  • f 0 is the optical carrier frequency
  • RF is the RF signal frequency.
  • replicas of the transmitted sequence spectrum are centered on the three spectral stripes.
  • the first is to locate all three spectral stripes within a single period of the interferometer response.
  • the other possibility exploits the fact that the time delay line frequency response is irrelevant to frequencies situated between the RF carriers and the optical carrier.
  • Each of the three spectral stripes is thus centered on different maximums of the interferometer amplitude response.
  • the implementation of the proposed photonic system for directionalite of the electric field radiated by an array of antennas is presented in five different architectures.
  • the first proposed configuration is described in Figure 2.
  • This configuration comprises a monochromatic light source (1), optical connections (2), (6), (8) a electro-optic modulator (4), a 1 to N optical signal divider (5), N tunable time delay lines based on the described interferometric structure (7), N photoreceptors (9) and N elementary antennas (10).
  • the monochromatic signal from the light source (1) is modulated by the RF electrical signal (3) to be radiated by the antenna array with the aid of an electro-optical modulator (4).
  • the modulated signal is replicated N times through a signal divider 1 to N (6).
  • Each of the N replicas is inserted into a tunable time delay line (7), which in turn consists of a two-arm Mach ⁇ Zehnder interferometer with adjustable coupling ratio (7).
  • Each arm consists of a time delay line. fixed, where the difference in propagation time of both arms is ⁇ .
  • the time delay added to each replica of the modulated signal before it enters its tunable time delay line (7) can be predefined by the length of the optical connections (6).
  • each replica After being temporally delayed, each replica is converted to the electrical domain via a photoreceptor (9) and then sent to its elemental antenna (10).
  • the direction of the radiated electric field is defined by manipulating the coupling coefficients of the N tunable delay lines (7).
  • the second proposed configuration is described in Figure 3.
  • This configuration also has a monochrome light source (1), optical connections (2), (6), (8), an electro-optical modulator (4), a signal splitter optical of 1 for N (5), N photoreceptors (9) and N antennas (10).
  • the new components are polarization controllers (12), (16) ; a birefringent medium (1.4), N polarizers (18), and additional optical connections (11), (13), (15) and (17).
  • This is an optimal implementation of the configuration shown in Figure 2.
  • the N interferometers share the input coupler.
  • the modulated optical signal is considered to have a linear polarization state at the output of the electro-optical modulator (4).
  • the birefringent medium (14) allows the propagation of an optical signal by two orthogonal polarization axes, which have different propagation speeds. Thus, this means allows to obtain a time delay of ⁇ between two orthogonal polarization optical signals aligned with the orthogonal axes of polarization of the medium.
  • the bias controller (12) places the polarization state of the modulated signal at 45 ° with one of the birefringent medium axes (14).
  • the output of this medium gives two modulated optical signals, orthogonal in polarization and temporally delayed from each other by ⁇ .
  • the bias controller 12 and the birefringent medium 14 thus constitute the input coupler and the interferometer delay lines described.
  • Signal splitter (5) is used to obtain N replicas of the polarizing orthogonal signals.
  • orthogonally polarized signals are added with different weights with the aid of polarizers (18).
  • the bias controllers (16) and the biasers (18) constitute the output couplers with adjustable coupling ratio of the interferometers described.
  • each signal replica is converted to the electrical domain via a photoreceptor (9) and then sent to its elemental antenna (10).
  • the direction of the radiated electric field is defined by manipulating the bias controllers (16).
  • the third proposed configuration is described in figure 4.
  • This configuration has N monochromatic light sources (19), optically connected to N bias controllers (21).
  • The. signals from N sources are multiplexed at wavelength with the aid of a wavelength multiplexer (23) which is optically connected to the electro-optic modulator (4). All multiplexed signals are modulated in the same manner, and then inserted into the birefringent medium (14).
  • the multiplexed signals at the output of the birefringent medium are then multiplexed with the aid of a wavelength demultiplexer (24), which has a polarization controller (16) and a polarizer (18) connected to each of the N outputs.
  • Various optical connections are present in (20), (22), (2), (11), (15), (6), (17) and (8).
  • the N photoreceptors (9) and the N elemental antennas (10) pass. While the previous configurations are based on a monochromatic light source (1) and a wavelength-insensitive optical signal splitter (5), This setting is based on the wavelength multiplexing of N monochrome sources.
  • the wavelength-insensitive optical signal splitter (5) is replaced by a multiplexer (23) and a demultiplexer (24) at the wavelength.
  • the interferometer associated with each monochromatic light source is now composed of a polarization controller (21), birefringent medium (14), a polarization controller (16) and the respective polarizer (18).
  • the coupling ratio, and therefore the time delay associated with a monochromatic source can be varied via the bias controller (21).
  • the polarization controllers (16) all have the same function as aligning the polarization axes of the birefringent medium (14) at 45 ° with one of the polarizer axes (18).
  • the above functions assigned to the bias controllers (21) and (16) may be performed by the bias controllers (16) and (21) respectively. Note that in the first case the electro-optical modulator must be insensitive to the polarization of monochromatic sources (19). Therefore, in this configuration Mach-Zehnder interferometers can have both tunable coupling ratio input and output couplers.
  • Polarizers (18) are replaced by optical attenuators polarization sensitive variables (25). This device allows to attenuate the polarization states of the input signal independently.
  • the bias controllers (16) serve to align the orthogonal axes in the birefringent bias (14) with the orthogonal axes in the device bias (25). Replacing the polarizers (18) with the devices (25) means that the orthogonal signals in the polarization are not added in the optical domain.
  • the direction of the radiated electric field is defined by tuning the devices (25).
  • the proposed fifth configuration is described in Figure 6. It is a configuration very similar to the third configuration, which shares much of the operation but differs in the following details.
  • the polarizers (18) are replaced by variable polarization sensitive optical attenuators (25).
  • the bias controllers (16) serve to align the orthogonal axes in the birefringent bias (14) with the orthogonal axes in the device bias (25).
  • the purpose of these changes is explained in the fourth configuration.
  • this configuration is also limited to optical signals with single sideband modulation.
  • this configuration has incoherent operation, unlike the third configuration, which adds orthogonal optical signals to the polarization coherently in the optical domain.
  • the direction of the radiated electric field is defined by tuning the devices (25).

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Abstract

A presente invenção diz respeito a um sistema fotónico para efectuar o direccionamento do campo eléctrico gerado por um agregado de antenas. O funcionamiento do sistema assenta numa linha de atraso sontonizável fotónica, que consiste num interferómetro óptico de Mach-Zehnder com um atraso temporal diferencial entre braços predefinido. A sintonia do atraso temporal é efectuada através do controlo da razão de acoplamento entre a potência aplicada a cada uma das linhas de atraso temporal do interferómetro. São propostas três configurações, onde uma delas usa apenas uma única linha de atraso e uma única fonte de luz monocromática, independentemente do número de antenas elementares do agregado.

Description

DESCRIÇÃO
"SISTEMA E MÉTODO FOTÓNICO PARA EFECTUAR O DIRECC ONAMENTO SINTONIZAVEL DO CAMPO ELÉCTRICO RADIADO POR UM AGREGADO DE ANTENAS"
Âmbito da invenção
Neste documento apresenta- se um sistema e método fotónico para efectuar o direccionamento do campo eléctrico gerado por um agregado de antenas. O funcionamento do sistema assenta numa linha de atraso sintonizavel fotónica, que consiste num interferómétro óptico dé Mach-Zehnder com um atraso temporal diferencial entre braços predefinido. A sintonia do atraso temporal é efectuada através do controlo da razão de acoplamento entre a potência aplicada a cada uma das linhas de atraso temporal do interferómetro . São propostas três configurações, onde uma delas usa apenas uma única linha de atraso e uma única fonte de. luz monocromática, independentemente do número de antenas elementares do agregado. A aplicação da linha de atraso descrita num sistema fotónico com o propósito de efectuar o direccionamento do campo eléctrico gerado por um agregado de antenas não foi encontrada no presente estado da arte . O sistema proposto adequa-se a sistemas de comunicações sem fios com portadoras RF de elevada frequência, que permitem acomodar elevadas taxas de transmissão de dados. G interesse desta invenção deve-se ao seu carácter inovador em sistemas de direccionamento do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas. Estas antenas assumem um papel cada vez mais importante pois permitem direccionar o feixe radiado para uma direcção pretendida com muita precisão e sem qualquer deslocamento mecânico. Uma vez que a largura de banda de transmissão de dados tende a aumentar em todos os sistemas de telecomunicações, com ou sem fios, são necessários sistemas de interligação entre ambos estes tipos de sistemas de telecomunicações que permitam elevadas taxas de transmissão. Por exemplo, um sistema de redes sem fios de elevadas taxas de transmissão (≥ 1 Gb/s) pode ter um sistema de rádio sobre fibra a interligar uma central até um agregado de antenas remoto, que depois direccionará o feixe numa direcção pretendida com o auxílio do sistema proposto, pois este permite acomodar elevadas taxas de transmissão. Outro exemplo, fora da área das telecomunicações é a radioastronomia, que requer sistemas de antenas avançados para monitorizar sinais provenientes do espaço com baixas potências e elevadas larguras de banda.
Em comparação com as técnicas anteriores, o presente conceito é bastante simples e baseia-sè num elemento muito conhecido na óptica que é o interferómetro óptico de Mach-Zehnder . A sua implementação é feita com componentes comercialmente disponíveis. Permite também uma sintonia do feixe muito rápida, especialmente no caso de se partir para uma implementação em óptica integrada. Na óptica dos inventores, a maior vantagem é poder-se ter apenas uma linha de atraso (o meio birrefringente na configuração presente na figura 3) e apenas uma única fonte de luz monocromática, qualquer que seja o número de antenas elementares. Esta característica não foi encontrada nas técnicas reportadas na literatura.
Descrição da técnica anterior
Um agregado de antenas consiste num conjunto de N antenas distribuídas ao longo das três dimensões espaciais. As antenas que compõem o agregado denominam-se antenas elementares. Um agregado de antenas permite a optimização e direccionamento do campo eléctrico radiado através do ajuste da amplitude e fase dos sinais de radiofrequência (RF) alimentados a cada antena elementar. Esta é a característica diferenciadora desde tipo de antenas, uma vez que numa antena individual a optimização do campo eléctrico radiado depende do seu desenho, e o direccionamento depende da sua orientação espacial .
Como referido no parágrafo anterior, o direccionamento do campo eléctrico radiado pelo agregado pode ser controlado através da fase dos sinais RF aplicados a cada antena elementar. Mais concretamente, o agregado pode ser alimentado por um único sinal RF. Esse sinal é distribuído por todas as antenas elementares, que incluem um atraso de fase sintonizável. Um atraso de fase, embora sintonizável , é constante. Isto significa que o valor do atraso de fase está correcto apenas para uma dada frequência RF. No caso de um agregado de antenas, isto implica que a frequência emitida deve ser constante. Caso tal não se verifique, diferentes frequências obtêm diferentes atrasos de fase, e o direccionamento do campo eléctrico torna-se assim dependente da frequência emitida. No caso de transmissão de dados numa frequência portadora RF, isto implica que a largura de banda do sinal de dados seja a menor possível. Uma vez que existem inúmeras aplicações com elevada largura de banda (ex. sinais RADAR, redes sem fios gigabit, radioastronomia, etc), o direccionamento do campo eléctrico radiado não pode. ser realizado com esta técnica dé um modo eficaz.
O problema descrito pode ser resolvido com atrasos de fase dependentes da frequência. Na prática, um atraso de fase dependente dà frequência consiste numa linha de atraso temporal. Assim, em vez de um atraso de fase, cada antena elementar devè ter associado a si um atraso temporal sintonizãvel. A implementação eléctrica dé um atraso temporal sintonizãvel é particularmente difícil a altas frequências, uma vez que o aumento do atraso temporal resulta no aumento do comprimento da linha de atraso, o que por conseguinte leva a um aumento das perdas de sinal e a uma redução de largura de banda.. É com base nesta dificuldade que foram propostas implementações fotónicas de linhas de atraso sintonizáveis. As vantagens das técnicas fotónicas consistem em perdas reduzidas, elevada largura de banda, tamanho e pesos menores e imunidade a ruído electromagnético. Em geral, um agregado de antenas com linhas de atraso fotónicas sintonizáveis é caracterizado por ter um modulador electro-óptico para converter o sinal RF para o domínio óptico, seguido por um sistema de processamento óptico que distribui e atrasa o sinal modulado de acordo com o pretendido pelas diversas antenas. Os sinais ópticos são reconvertidos para o domínio eléctrico através de fotoreceptores .
As patentes estrangeiras referenciadas descrevem diferentes implementações de linhas de atraso temporal sintonizáveis fotónicas, com possível aplicação a agregados de antenas.
A patente US 5428218 apresenta uma linha de atraso temporal sintonizável fotónica baseada em multiplexagem espacial. Numa implementação em espaço livre, o percurso efectuado pelo sinal óptico é direccionado para uma determinada fibra óptica ajustando alguns espelhos. Como diferentes fibras têm diferentes comprimentos,, obtém- se assim uma sintonia discreta do atraso temporal adicionado ao sinal óptico. Esta implementação aborda também a possibilidade de ter um sistema multi- feixe, i.e. , o sistema pode ser utilizado em simultâneo por mais do que um sinal óptico.
A patente US 5978125 apresenta uma linha de atraso temporal sintonizável fotónica baseada em multiplexagem na polarização. Num meio birrefringente , um sinal com um estado de polarização específico sofre um atraso temporal superior relativamente ao estado ortogonal. Seleccionando um dos dois estados de polarização, o atraso temporal adicionado pode assim ser controlado. A replicação deste método de funcionamento é apresentada numa estrutura com meios birrefringentes em série, intercalados por controladores de polarização. Obtém- se assim uma sintonia discreta do atraso temporal.
A patente US 5461687 descreve uma linha de atraso temporal sintonizável fotónica baseada em meios dispersivos. A variação do comprimento de onda do sinal de entrada faz com que este percorra um percurso diferente, resultando assim num atraso temporal sintonizável. Nesta patente, o meio dispersivo é implementado em espaço livre numa rede de di fracção, e também era fibra através de redes de Bragg em fibra óptica localizadas em diferentes pontos da fibra.
A patente US 5751466 descreve uma linha de atraso temporal sintonizável fotónica que aproveita a resposta em frequência de um dispositivo fotónico com banda proibida.
Um exemplo deste tipo de dispositivos é uma rede de Bragg.
0 dispositivo consiste numa estrutura dieléctrica em que o índice de refracção varia longitudinalmente. O controlo da variação do índice de refracção ao longo da estrutura resulta numa mudança da resposta em frequência do dispositivo, afectando assim o atraso temporal adicionado ao sinal fotónico. A patente US 7558450 B2 descreve uma linha de atraso temporal sintonizável fotónica composta por três elementos ressonantes acoplados a um guia de ondas. Trata- se de uma implementação restrita a sinais com banda lateral única. O deslocamento simétrico na frequência de dois elementos ressonantes permite o ajuste do atraso temporal obtido pela portadora RF. O terceiro elemento ajusta a fase da portadora óptica para que o sinal RF obtido não tenha um deslocamento de fase involuntário. Mais importante que o método de sintonia, esta patente adequa-se claramente a sinais RF com conteúdo espectral nulo entre a portadora óptica e as portadoras RF. Esta propriedade de um sinal RF faz com que a resposta em frequência da linha de atraso temporal seja irrelevante para frequências situadas entre a portadora RF e a portadora óptica.
Breve descrição dos desenhos
A descrição que se segue tem por base os desenhos anexos nos quais, sem qualquer carácter limitativo se representa :
- Na figura 1, a resposta em amplitude e o atraso de grupo da linha de atraso sintonizável fotónica considerando diferentes razões de acoplamento entre a potência aplicada a cada uma das linhas de atraso temporal do interferómetro;
- Na figura 2, um primeiro modo de realização da invenção ; - Na figura 3, um segundo modo de realização da invenção; e
- Na figura 4, um terceiro modo de realização da invenção .
Na figura 5, um quarto modo de realização da invenção.
Na figura 6, um quinto modo de realização da invenção .
Descrição detalhada do invento
O sistema proposto para direccionar o campo eléctrico gerado por um agregado de antenas divide-se em três subsistemas. Em primeiro lugar, o sinal RF modula uma portadora óptica monocromática. O sinal óptico modulado é replicado N vezes, onde N é o número de antenas elementares. Cada réplica é introduzida numa linha de atraso temporal sintonizável , e seguidamente reconvertida para o domínio eléctrico através de um fotoreceptor . Cada fotoreceptor está conectado à respectiva antena elementar.
O elemento chave do conceito é a linha de atraso temporal sintonizável, pois de uma forma genérica um agregado de N antenas tem .N linhas de atraso temporal sintonizáveis. A linha de atraso temporal sintonizável consiste num interferómetro óptico de Mach-Zehnder de dois braços . O interferómetro é composto por um acoplador de entrada, ao qual estão conectadas duas linhas de atraso, e um acoplador de saída que adiciona os sinais provenientes de ambas as linhas. As linhas de atraso têm uma diferença fixa de atraso temporal de τ. Um dos acopladores tem a razão de acoplamento sintonizável, i.e., o rácio de potência óptica nas duas linhas de atraso pode ser ajustado. De acordo com o reivindicado na patente PT 104237, o interferómetro proposto consiste num filtro óptico com resposta sintonizável, que corresponde aproximadamente a uma média pesada das respostas das linhas de atraso. A sintonia realiza-se através da variação do rácio de potência óptica nas duas linhas de atraso. Obtém- se assim uma linha de atraso sintonizável entre 0 e τ, como pretendido. Matematicamente, a resposta em frequência do interferómetro pode ser escrita como
Figure imgf000012_0001
( D
onde 0<α< 1 é a razão de acoplamento e f é a frequência.
Da equação (1) pode-se deduzir a resposta em amplitude ||H(/)||2 e o atraso de grupo r( ) :
Figure imgf000012_0002
(2-2)
As expressões deduzidas revelam que a linha de atraso sintonizável tem uma resposta periódica na frequência, com período de l/r. A resposta em amplitude e ó atraso de grupo éncontram-sé ilustrados ná figura 1, onde são considerados vários valores de a. Tal como previsto nas expressões deduzidas, a resposta em amplitude e o atraso de grupo variam com a. Isto obriga a que o sinal óptico esteja devidamente centrado com a resposta em frequência do interferómetro . O valor absoluto da resposta em amplitude pode ser ajustado com atenuadores ópticos variáveis, colocados antes ou após as linhas de atraso sintonizáveis, ou com recurso à amplificação eléctrica dos sinais detectados .
Em geral, um sinal RF modulado numa portadora óptica é composto por três riscas espectrais localizadas em ίο~/κΐ> fo e fo+fw onde f0 é a frequência da portadora óptica e RF é a frequência do sinal RF. No caso de existir transmissão de dados, réplicas do espectro da sequência transmitida encontram-se centradas nas três riscas espectrais. Deste modo, existem duas possibilidades para centrar o espectro do sinal modulado com a resposta em frequência do interferómetro . A primeira consiste em localizar todas as três riscas espectrais num único período da resposta do interferómetro. A outra possibilidade explora o facto da resposta em frequência da linha de atraso temporal ser irrelevante para frequências situadas entre as portadoras RF e a portadora óptica. Cada uma das três riscas espectrais está assim centrada em diferentes máximos da resposta em amplitude do interferómetro . A implementação do sistema fotónico proposto para direccionamerito do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas é apresentada em cinco arquitecturas diferentes.
Modos de realização propostos
A primeira configuração proposta está descrita na figura 2. Esta configuração compreende uma fonte de luz monocromática (1), conexões ópticas (2), (6), (8), um modulador electro-óptico (4) , um divisor de sinal óptico de 1 para N (5) , N linhas de atraso temporal sintonizáveis baseadas na estrutura interferométrica descrita (7) , N fotoreceptores (9) e N antenas elementares (10) . 0 sinal monocromático proveniente da fonte de luz (1) é modulado pelo sinal eléctrico RF (3) a ser radiado pelo agregado de antenas, com o auxílio de um modulador electro-óptico (4) . 0 sinal modulado é replicado N vezes através de um divisor de sinal 1 para N (6) . Cada uma das N réplicas é inserida numa linha de atraso temporal sintonizável (7) , que por sua vez consiste num interferómetro de Mach÷Zehnder de dois braços com razão de acoplamento ajustável (7) . Cada braço consiste numa linha de atraso temporal . fixa, onde a diferença no tempo de propagação de ambos os braços é de τ. 0 atraso temporal adicionado a cada réplica do sinal modulado antes de esta entrar na respectiva linha de atraso temporal sintonizável (7) pode ser predefinido através do comprimento das conexões ópticas (6) . Após ser temporalmente atrasada, cada réplica é convertida para o domínio eléctrico através de um fotoreceptor (9), sendo posteriormente enviada para a respectiva antena elementar (10) . Em resumo, a direcção do campo eléctrico radiado é definida através da manipulação dos coeficientes de acoplamento das N linhas de atraso sintonizáveis (7) . A segunda configuração proposta está descrita na figura 3. Esta configuração tem também uma fonte de luz monocromática (1), conexões ópticas (2), (6), (8), um modulador electro-óptico (4) , um divisor de sinal óptico de 1 para N (5), N fotoreceptores (9) e N antenas (10). Os novos componentes são controladores de polarização (12) , (16) ; um meio birrefringente (1.4) , N polarizadores (18) , e conexões ópticas adicionais (11) , (13) , (15) e (17) . Trata- se de uma implementação optimizada da configuração presente na figura 2. Em vez de se ter N interferómetros independentes (7) , nesta configuração, os N interferómetros partilham o acoplador de entrada. Considera- se que o sinal óptico modulado tem um estado de polarização linear à saída do modulador electro-óptico (4) . O meio birrefringente (14) permite a propagação de um sinal óptico por dois eixos ortogonais de polarização, que têm diferentes velocidades de propagação. Assim, este meio permite obter um atraso temporal de τ entre dois sinais ópticos ortogonais na polarização, alinhados com os eixos ortogonais de polarização do meio. O controlador de polarização (12) coloca o estado de polarização do sinal modulado a 45° com um dos eixos do meio birrefringente (14) . À saída deste meio obtém-se dois sinais ópticos modulados, ortogonais na polarização e atrasados temporalmente entre si de τ . 0 controlador de polarização (12) e o meio birrefringente (14) constituem assim o acoplador de entrada e as linhas de atraso dos interferómetros descritos. 0 divisor de sinal (5) é usado para obter N réplicas dos sinais ortogonais em polarização. Dependendo da orientação angular ajustada pelos controladores de polarização (16) , os sinais ortogonalmente polarizados são adicionados com diferentes pesos com o auxílio dos polarizadores (18) . Assim, os controladores de polarização (16) e os polarizadores (18) constituem os acopladores de saída com razão de acoplamento ajustável dos interferómetros descritos. Após ser temporalmente atrasada, cada réplica de sinal é convertida para o domínio eléctrico através de um fotoreceptor (9) , sendo posteriormente enviada para a respectiva antena elementar (10) . Em resumo, a direcção do campo eléctrico radiado é definida através da manipulação dos controladores de polarização (16) .
A terceira configuração proposta está descrita na figura 4. Esta configuração tem N fontes de luz monocromática (19) , conectadas opticamente a N controladores de polarização (21) . Os. sinais provenientes das N fontes são multiplexados no comprimento de onda com o auxílio de um multiplexador no comprimento de onda (23) que está conectado opticamente ao modulador electro-óptico (4) . Todos os sinais multiplexados são modulados do mesmo modo, e depois inseridos no meio birrefringente (14) . Os sinais multiplexados à saída do meio birrefringente são depois dèsmultiplexados com o auxílio de um desmultiplexador nò comprimento de onda (24) , que a cada uma das N saídas tem conectado um controlador de polarização (16) e um polarizador (18) . Várias conexões ópticas estão presentes em (20), (22), (2), (11), (15), (6), (17) e (8) . Das configurações anteriores transitam obviamente os N fotoreceptores (9) e as N antenas elementares (10) . Ao passo que as configurações anteriores são baseadas numa fonte dè luz monocromática (1) e num divisor de sinal óptico insensível ao comprimento de onda (5) , esta configuração baseia-se na multiplexagem no comprimento de onda de N fontes monocromáticas. O divisor de sinal óptico insensível ao comprimento de onda (5) é substituído por um multiplexador (23) e um desmultiplexador (24) no comprimento de onda. O interferómetro associado a cada fonte de luz monocromática é agora composto por um controlador de polarização (21) , o meio birrefringente (14) , um controlador de polarização (16) e o respectivo polarizador (18) . A razão de acoplamento, e por conseguinte o atraso temporal associado a uma fonte monocromática, pode ser variada através do controlador de polarização (21) . Neste caso os controladores de polarização (16) têm todos a mesma função que é alinhar os eixos de polarização do meio birrefringente (14) a 45° com um dos eixos dos polarizadores (18) . As funções acima atribuídas aos controladores de polarização (21) e (16) , podem ser realizadas pelos controladores de polarização (16) e (21) „ respectivamente. Repare-sé que no primeiro caso é necessário que o modulador electro-óptico seja insensível à polarização das fontes monocromáticas (19) . Por conseguinte, nesta configuração õs interferometros de Mach- Zehnder podem ter ambos os acopladores de entrada e saída com razão de acoplamento sintonizável .
A quarta configuração proposta está descrita na figura 5. Trata-se de uma configuração muito semelhante à segunda configuração, que partilha grande parte dò funcionamento mas que difere nos pormenores seguintes. Os polarizadores (18) são substituídos por atenuadores ópticos variáveis sensíveis à polarização (25) . Este dispositivo permite atenuar os estados de polarização do sinal de entrada de forma independente. Os controladores de polarização (16) servem para alinhar os eixos ortogonais na polarização do meio birrefringente (14) com os eixos ortogonais na polarização do dispositivo (25) . A substituição dos polarizadores (18) pelos dispositivos (25) faz com que os sinais ortogonais na polarização não sejam adicionados no domínio óptico. Nesta configuração os sinais ortogonais na polarização são simultaneamente adicionados no processo de fotorècepçãò; ou seja, o sinal eléctrico consiste na adição dos sinais ortogonais na polarização detectados. Os interferómetros dé Mach-Zehnder realizam-se assim parcialmente em ambos os domínios óptico e eléctrico. A razão de acoplamento pode ser variada através da sintonia dos atenuadores ópticos variáveis sensíveis à polarização (25) . Para que a adição no domínio eléctrico seja realizada, é necessário que a informação de fase dos sinais ópticos ortogonais seja preservada no domínio eléctrico. Deste modo, esta configuração está limitada a sinais ópticos com modulação de banda lateral única. A grande diferença entre esta configuraçã.o e a segunda configuração reside no facto desta configuração ter uma operação incoerente, ao contrário da segunda configuração, que adiciona os sinais ópticos ortogonais na polarização de forma coerente no domínio óptico. Em resumo, a direcção do campo eléctrico radiado é definida através da sintonia dos dispositivos (25) . A quinta configuração proposta está descrita na figura 6. Trata-se de uma configuração muito semelhante à terceira configuração, que partilha grande parte do funcionamento mas que difere nos pormenores seguintes. Os polarizadores (18) são substituídos por atenuadores ópticos variáveis sensíveis à polarização (25) . Os controladores de polarização (16) servem para alinhar os eixos ortogonais na polarização do meio birrefringente (14) com os eixos ortogonais na polarização do dispositivo (25) . 0 propósito destas alterações é explicado na quarta configuração. Desta forma, esta configuração está também limitada ã sinais ópticos cóm modulação de banda lateral única. A grande diferença entre esta configuração e a terceira configuração reside o facto desta configuração ter' uma operação incoerente, ao contrário da terceira configuração, que adiciona os sinais ópticos ortogonais na polarização de forma coerente no domínio óptico. Em resumo, a direcção do campo eléctrico radiado é definida através da sintonia dos dispositivos (25) .

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. Um sistema fotónico para efectuar o direccionamento sintonizável do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas caracterizado por compreender: pelo menos uma fonte de luz monocromática, um modulador electro- óptico, um divisor de sinal óptico de 1 para N; estando cada uma das N saídas do divisor de sinal óptico de 1 para N conectada opticamente a pelo menos um interferómetro óptico de Mach-Zehnder, um fotoreceptor e uma das N antenas elementares que compõem o agregado dé antenas.
2. Um sistema fotónico para efectuar o direccioriamento sintonizável do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pôr cada interferómetro óptico de Mach- Zehnder consistir num acoplador óptico de entrada conectado opticamente a pelo menos duas linhas de atraso temporal com uma diferença temporal entre si, conectadas opticamente a um acoplador óptico de saída; e por pelo menos um dos dois acopladores ópticos que compõem cada interferómetro óptico de Mach-Zehnder ter razão de acoplamento sintonizável.
3. 0 sistema fotónico para efectuar o direccionamento sintonizável do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por cada um dos pelo menos N interferómetros ópticos representarem uma linha de atraso sintonizável; e a sintonia temporal ser efectuada através do controlo da razão de acoplamento de pelo menos um dos dois acopladores ópticos.
4. 0 sistema fotónico para efectuar o direccionamento sintonizável do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas de acordo com as reivindicações anteriores é caracterizado por se controlar a razão de acoplamento dos pelo menos N interferómetros ópticos de Mach-Zehnder para permitir a sintonia do direccionamento do campo eléctrico radiado.
5. O sistema fotónico para efectuar o direccionamento sintonizável do: campo eléctrico radiado por um agregado de antenas de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por poder ter outro tipo de interferómetro óptico além do de Mach-Zehnder, desde que permita efectuar a sintonia do. atraso temporal através do controlo da razão de acoplamento de potencia entre braços.
6. 0 sistema fotónico para efectuar o direccionamento sintonizável do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por poder compreender N atenuadores ópticos variáveis colocados após as saídas do divisor de sinal óptico de 1 para N para permitir o controlo da potência dos N sinais ópticos detectados.
7. Método para efectuar o direccionamento do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por pelô menos uma fonte de luz monocromática ser modulada pelo sinal RF a ser radiado com o auxílio de um modulador electro-óptico; os sinais modulados serem replicados N vezes, onde cada réplica é processada por pelo menos um interferómetro óptico de Mach-Zehnder com razão de acoplamento sintonizável , e seguidamente convertida para o domínio eléctrico através de fotodetecção, sendo depois alimentada à antena elementar respectiva do agregado de antenas; através do controlo da razão de acoplamento dos interferómetros varia-se o atraso temporal associado a cada uma das N réplicas, e por conseguinte controla- se a direcção do campo eléctrico radiado pelo agregado de antenas .
8. Método para efectuar o direccionamento do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas de acordo com a reivindicação 7 caracterizado por ter uma fonte dé luz monocromática, um modulador electro-óptico e N interferómetros ópticos de Mach-Zehnder com razão de acoplamento sintonizável, compostos da seguinte forma: o sinal modulado é dividido com igual potência pelos dois eixos de propagação de um meio birrefringente, obtendo-se à saída d meio birrefringente dois sinais ópticos ortogonais na polarização atrasados temporalmente entre si de τ; os sinais ópticos ortogonais na polarização são replicados N vezes por um divisor de sinal óptico de 1 para N,- os sinais ortogonais na polarização de cada uma das N réplicas são adicionados com o auxílio de um polarizador; a razão de acoplamento de cada interferómetro óptico de Mach-Zehnder, e por conseguinte o atraso temporal de cada réplica pode ser sintonizada através do controlador de polarização anterior ao polarizador respectivo.
9. Método para efectuar o direccionamento do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas de acordo com a reivindicação 7 caracterizado por ter N fontes de luz monocromática, multiplexadas no comprimento de onda com o auxílio de um multiplexador no comprimento de onda conectado opticamente a um modulador electro-óptioo que por sua vez está conectado opticamente a N interferómetros ópticos de Mach-Zehnder com razão de acoplamento sintonizável , compostos da seguinte forma: os N sinais modulados são inseridos num meio birrefringente; a polarização dos sinais modulados inseridos no meio birrefringente pode ser ajustada com o auxílio dos controladores de polarização posteriores às N fontes monocromáticas ; à saída do meio birrefringente cada sinal multiplexãdo no comprimento de onda é desmultiplexado através dum desmultiplèxador no comprimento de onda, e os sinais ortogonais na polarização que compõem cada sinal desmultiplexado são adicionados com o auxílio de um polarizador; a razão de acoplamento pode ser definida ajustando os controladores de polarização posteriores a cada fonte monocromática e/ou os controladores dé polarização anteriores aos polarizadores.
10. Método para efectuar o direccionamento do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas de acordo com a reivindicação 7 caracterizado por ter uma fonte de luz monocromática, um modulador electro-óptico que converte o sinal eléctrico num sinal óptico com banda lateral única, e N interferómetros opto-eléctricos de Mach- Zehnder com razão de acoplamento sintonizável , compostos da seguinte forma: o sinal modulado é dividido com igual potência pelos dois eixos de propagação de um meio birrefringente, obtendo- se à saída dó meio birrefringerite dois sinais ópticos ortogonais na polarização atrasados entre si de τ; os sinais ópticos ortogonais na polarização são replicados N vezes por um divisor de sinal óptico de 1 para N; os sinais ortogonais na polarização de cada uma das N réplicas são atenuados de forma independente por um atenuador óptico variável sensível à polarização; a razão de acoplamento, e por conseguinte o atraso temporal de cada réplica pode ser sintonizada através do atenuador óptico variável sensível à polarização anterior aõ fotoreceptor respectivo, que por sua vez efectua a adição dos sinais ortogonais na polarização detectados em simultâneo com a fotorecepção .
11. Método para efectuar o direccionamento do campo eléctrico radiado por um agregado de antenas de acordo com a reivindicação 7 caracterizado por ter N fontes de luz monocromática, multiplexadas no comprimento de onda com o auxílio de um multiplexador no comprimento de onda conectado opticamente a um modulador electro-óptico que converte o sinal eléctrico num sinal óptico com banda lateral única, e que por sua vez está conectado opticamente a N interferómetros ópticos de Mach-Zehnder com razão de acoplamento sintonizável , compostos da seguinte forma: os sinais modulados são divididos com igual potência pelos dois eixos de propagação de um meio birrefringente através do ajuste dos controladores de polarização posteriores às N fontes monocromáticas e de um. controlador de polarização anterior ao meio birrefringente ; à saída do meio birrefringente cada sinal multiplexado no comprimento de onda é desmultiplexado através dum desmultiplexador no comprimento de onda, e os sinais ortogonais nã polarização que compõem cada sinal desmultiplexado são atenuados de forma independente por um atenuador óptico variável sensível à polarização; a razão de acoplamento, e por conseguinte o atraso temporal, de cada réplica pode ser sintonizada através do atenuador óptico variável sensível à polarização anterior ao fotoreceptor respectivo, que por sua vez efectua a adição dos sinais ortogonais na polarização detectados em simultâneo com a fotorecepção.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016170466A1 (en) 2015-04-20 2016-10-27 Instituto De Telecomunicações Photonic beamforming system for a phased array antenna receiver

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10003131B2 (en) * 2013-11-19 2018-06-19 At&T Intellectual Property I, L.P. System and method of optical antenna tuning
JP6249838B2 (ja) * 2014-03-18 2017-12-20 Kddi株式会社 アンテナ光制御装置、アンテナ光制御システム、アンテナ光制御方法およびプログラム
US9590706B1 (en) * 2015-09-16 2017-03-07 Motorola Mobility Llc Method and apparatus for equal energy codebooks for antenna arrays with mutual coupling
CN105609954B (zh) * 2015-10-30 2018-07-24 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种基于光学手段的一位幅/相加权实现方法及装置
US10439282B2 (en) * 2016-01-19 2019-10-08 Phase Sensitive Innovations, Inc. Beam steering antenna transmitter, multi-user antenna MIMO transmitter and related methods of communication
KR101892357B1 (ko) * 2016-10-11 2018-08-27 한국과학기술원 실리콘 반도체를 기반으로 하는 광 빔 포밍 네트워크 칩
IT201700053579A1 (it) 2017-05-17 2018-11-17 Milano Politecnico Metodo e sistema di ritardo ottico
FR3070102B1 (fr) * 2017-08-08 2019-09-06 Thales Dispositif de reception optique d'un signal provenant d'un reseau antennaire a commande de phase et systeme antennaire associe
US11005178B2 (en) 2017-11-21 2021-05-11 Phase Sensitive Innovations, Inc. Antenna and antenna array configurations, antenna systems and related methods of operation
WO2019161234A1 (en) * 2018-02-15 2019-08-22 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Optically assisted ultra-wideband (uwb) imager
KR102470140B1 (ko) * 2018-09-03 2022-11-24 한국전자통신연구원 빔포밍 통신을 위한 송수신 장치 및 방법
CN113376928B (zh) * 2021-06-15 2023-04-14 上海电子信息职业技术学院 一种集成光电子混合比特可逆逻辑门
CN115801125A (zh) 2021-09-10 2023-03-14 合圣科技股份有限公司 无线射频转换系统及一对多分配装置
CN115219977B (zh) * 2022-06-08 2024-08-02 中国人民解放军空军工程大学 一种微波光子学的多普勒频移和到达角测量方法及装置
CN117031480B (zh) * 2023-10-08 2024-03-15 之江实验室 一种相干微波光子雷达探测方法及系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5274385A (en) * 1992-06-18 1993-12-28 General Electric Company Optical time delay units for phased array antennas
US5428218A (en) 1993-09-30 1995-06-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Variable time-delay system for broadband phased array and other transversal filtering applications
US5461687A (en) 1992-03-18 1995-10-24 Trw Inc. Wavelength controlled optical true time delay generator
US5751466A (en) 1996-01-11 1998-05-12 University Of Alabama At Huntsville Photonic bandgap apparatus and method for delaying photonic signals
US5978125A (en) 1995-11-30 1999-11-02 Yao; X. Steve Compact programmable photonic variable delay devices
US6124827A (en) * 1996-12-30 2000-09-26 Green; Leon Photonic phase and time delay-steered arrays
US7558450B2 (en) 2007-09-06 2009-07-07 Morton Photonics, Inc. Microwave photonic delay line with separate tuning of optical carrier
PT104237A (pt) 2008-10-28 2010-04-28 Univ Aveiro Filtro óptico com resposta sintonizável de forma contínua baseado na combinação de diferentes filtros ópticos

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5333000A (en) * 1992-04-03 1994-07-26 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Coherent optical monolithic phased-array antenna steering system
US5994891A (en) * 1994-09-26 1999-11-30 The Boeing Company Electrically small, wideband, high dynamic range antenna having a serial array of optical modulators
JP3444270B2 (ja) * 2000-05-23 2003-09-08 日本電気株式会社 アレーアンテナ受信装置の校正システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5461687A (en) 1992-03-18 1995-10-24 Trw Inc. Wavelength controlled optical true time delay generator
US5274385A (en) * 1992-06-18 1993-12-28 General Electric Company Optical time delay units for phased array antennas
US5428218A (en) 1993-09-30 1995-06-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Variable time-delay system for broadband phased array and other transversal filtering applications
US5978125A (en) 1995-11-30 1999-11-02 Yao; X. Steve Compact programmable photonic variable delay devices
US5751466A (en) 1996-01-11 1998-05-12 University Of Alabama At Huntsville Photonic bandgap apparatus and method for delaying photonic signals
US6124827A (en) * 1996-12-30 2000-09-26 Green; Leon Photonic phase and time delay-steered arrays
US7558450B2 (en) 2007-09-06 2009-07-07 Morton Photonics, Inc. Microwave photonic delay line with separate tuning of optical carrier
PT104237A (pt) 2008-10-28 2010-04-28 Univ Aveiro Filtro óptico com resposta sintonizável de forma contínua baseado na combinação de diferentes filtros ópticos

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016170466A1 (en) 2015-04-20 2016-10-27 Instituto De Telecomunicações Photonic beamforming system for a phased array antenna receiver
CN107078810A (zh) * 2015-04-20 2017-08-18 电信研究院 相控阵列天线接收机的光子波束成形系统
US10224628B2 (en) 2015-04-20 2019-03-05 Instituto De Telecommunicações Photonic beamforming system for a phased array antenna receiver
CN107078810B (zh) * 2015-04-20 2020-05-26 电信研究院 光子波束成形系统及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
PT105190A (pt) 2012-01-09
US20130169483A1 (en) 2013-07-04
US9257745B2 (en) 2016-02-09
CN103222207B (zh) 2016-04-27
EP2592768A1 (en) 2013-05-15
EP2592768B1 (en) 2018-05-02
CN103222207A (zh) 2013-07-24

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