射頻光傳輸設(shè)備及其在核電磁脈沖防護(hù)中的應(yīng)用

　　引言

　　20世紀(jì)80年代后期，號(hào)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(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(guò)暴露在地面上的天線(xiàn)、饋線(xiàn)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(gè)通信系統(tǒng)。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(zhàn)爭(zhēng)，我們可以看到，電磁脈沖炸彈已投入實(shí)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(wú)線(xiàn)通信的發(fā)展。如何提高抗電磁摧毀能力已是各國(guó)在通信發(fā)展中遇到的一個(gè)嚴(yán)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?zhèn)鹘y(tǒng)的電纜傳輸方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)。

　　增強(qiáng)無(wú)線(xiàn)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(xiàn)，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(xiàn)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(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信遠(yuǎn)距離隔離保護(hù)。

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

　　射頻信號(hào)光傳輸系統(tǒng)

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

　　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(duì)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(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(hào)的特殊性要求激光器必須有很好的線(xiàn)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(xiàn)性產(chǎn)物的大量產(chǎn)生，影響系統(tǒng)工作穩(wěn)定及對(duì)有用信號(hào)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(cè)電路(光檢測(cè)器用于光功率檢測(cè)與自動(dòng)功率控制)。光發(fā)射機(jī)通過(guò)自動(dòng)溫度控制(ATC)、自動(dòng)光功率控制(APC)電路穩(wěn)定輸出光功率;信號(hào)輸入后采用寬帶放大，然后通過(guò)光調(diào)制技術(shù)將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)(見(jiàn)圖2)。