О возможности расширения динамического диапазона радиоприёмного устройства с фотонным АЦП

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе оценивается потенциальное расширение динамического диапазона радиоприёмного устройства с фотонным АЦП. Научная новизна работы заключается в разработке комплексного подхода на основе моделирования, позволяющего решить поставленную задачу. Результаты исследования подтверждают возможность увеличения динамического диапазона приёмника на 2 дБм за счёт лучшей чувствительности приёмника с фотонным АЦП, принимающей значение в -110 дБм, по сравнению с электронными АЦП. Определены предельные вносимые потери модулятора Маха–Цендера в 9 дБ и отношение сигнал/шум в 0 дБ, при котором сохраняются полученные результаты.

Об авторах

А. Е. Денисов

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Автор, ответственный за переписку.
Email: denisov.al.ev@yandex.ru
SPIN-код: 3773-8438

аспирант кафедры электронных и квантовых средств передачи информации, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ. Область научных интересов – радиоприёмные устройства, методы обработки сигналов, радиофотоника. Автор 18 научных публикаций.

Россия, Казань, 420111, ул. Карла Маркса, 10

Д. П. Данилаев

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Email: denisov.al.ev@yandex.ru
SPIN-код: 9783-7717

доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой электронных и квантовых средств передачи информации, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ. Область научных интересов – радиотехнические устройства, организация производства, подготовка технических специалистов, организация и управление сложными динамическими системами. Автор 100 научных публикаций.

Россия, Казань, 420111, ул. Карла Маркса, 10

Список литературы

  1. Recent trends and advances of silicon-based in-tegrated microwave photonics / R. Maram et al. // Photonics. 2019. Vol. 6, №. 1. Pp. 1-13.
  2. Прохоров Д. А., Черепенин В. А. Высокоча-стотный радиофотонный АЦП с многоканаль-ным измерением сигнала в спектральных ин-тервалах // Известия РАН. Серия физическая. 2020. Т. 84, №. 1. С. 67-72. doi: 10.31857/S0367676520010184; EDN: OBVBES
  3. Урик В. Д., МакКинни Д. Д., Вилльямс К. Д. Основы микроволновой фотоники / пер. с англ. под ред. Боева С.Ф., Сигова А.С. М.: Техносфера, 2016. 376 с.
  4. Денисов А. Е., Данилаев Д.П. Использование радиофотонного аналого-цифрового преобразователя в структуре цифрового радиоприёмного устройства // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2023. № 3(59). С. 33-44. doi: 10.25686/2306-2819.2023.3.33; EDN: QSIEMK
  5. Денисов А. Е., Данилаев Д. П. Структура циф-рового радиоприёмного устройства с фотон-ным аналого-цифровым преобразователем // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. 2024. Т. 26. № 4. 77–85. DOI: https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-4-77-85
  6. Valley G. C. Photonic analog-to-digital con-verters // Optics Express. 2007. Vol. 15, № 5. Pp. 1955–1982. doi: 10.1364/OE.15.001955 EDN: XZYAQB
  7. 320 GHz analog-to-digital converter exploiting Kerr soliton combs and photonic-electronic spectral stitching / D. Fang et al. // 2021 European Conference on Optical Communication (ECOC). 2021. Pp. 1-4. doi: 10.1109/ECOC52684.2021.9606090; EDN: JWVDFX
  8. Deakin C., Liu Z. Dual frequency comb assisted analog-to-digital conversion // Optics Letters. 2020. Vol. 45, №. 1. Pp. 173-176. doi: 10.1364/OL.45.000173; EDN: FJDPTZ
  9. Analysis of bandwidth reduction and resolution improvement for photonics-assisted ADC / Y. Mandalawi et al. // Journal of Lightwave Techno¬logy. 2023. Vol. 41, № 19. Pp. 6225-6234. doi: 10.1109/jlt.2023.3279876; EDN: OMOHZC
  10. Nazarathy M., Shaham O. Spatially distributed successive approximation register (SDSAR) pho-tonic ADCs based on phase-domain quantization // Optics Express. 2012. Vol. 20, №. 7. P. 7833-7869.
  11. Photonic sampled and quantized analog-to-digital converters on thin-film lithium niobate platform / D. Tu et al. // Optics Express. 2023. Vol. 31, №. 2. Pp. 1931-1942. doi: 10.1364/oe.474884; EDN: BRRGLB
  12. Ramtin Fard S., Salehi M. R., Abiri E. Ultra-fast all-optical ADC using nonlinear ring resonators in photonic crystal microstructure // Optical and Quantum Electronics. 2021. Vol. 53. Pp. 1-14. doi: 10.1007/s11082-021-02769-3 EDN: YCKSDN
  13. Чиров Д. С., Кочетков Ю. А. Применение технологий радиофотоники в интересах фор-мирования и обработки широкополосных ра-диолокационных сигналов // DSPA: Вопросы применения цифровой обработки сигналов. 2020. Т. 10, №. 1. С. 15-24. EDN: PTFJWH
  14. Стариков Р. С. Фотонные АЦП // Успех со-временной радиоэлектроники. 2015. Т. 1. №. 3. С. 3-39. EDN: TUIIQX
  15. Chi H., Yao J. A photonic analog-to-digital con-version scheme using Mach-Zehnder modulators with identical half-wave voltages // Optics ex-press. 2008. Vol. 16, №. 2. P. 567-572.
  16. Бабич Н.П., Жуков И.А. Компьютерная схе-мотехника. М.: МК-Пресс, 2004. 575 с.
  17. Галкин В.А. Основы программно-конфигурируемого радио. М: Горячая линия – Телеком, 2013, 373 с. EDN: SDSJFL
  18. Characteristics of actively mode-locked erbium doped fiber laser utilizing ring cavity / S. R. Tahhan et al. // 2019 IEEE jordan international joint conference on electrical engineering and in-formation technology (JEEIT). 2019. P. 840-844. doi: 10.1109/JEEIT.2019.8717483
  19. Characterization and experimental verification of actively mode-locked erbium doped fiber laser utilizing ring cavity / S. R. Tahhan et al. // tm-Technisches Messen. 2020. Vol. 87, №. 9. Pp. 535-541. doi: 10.1515/teme-2020-0003; EDN: NKIHIO
  20. Generation, optimization, and application of ultrashort femtosecond pulse in mode-locked fiber lasers / Y.Han et al. // Progress in Quantum Electronics. 2020. Vol. 71, Pp. 100264. doi: 10.1016/j.pquan¬telec.2020.100264; EDN: YCQQCY
  21. Chi H., Yao J. A photonic analog-to-digital con-version scheme using Mach-Zehnder modulators with identical half-wave voltages // Optics ex-press. 2008. Vol. 16, №. 2. P. 567-572. doi: 10.1364/OE.16.000567
  22. Silicon-organic hybrid (SOH) Mach-Zehnder modulators for 100 GBd PAM4 signaling with sub-1 dB phase-shifter loss / C. Kieninger et al. // Optics express. 2020. Vol. 28, №. 17. Pp. 24693-24707. doi: 10.1364/oe.390315; EDN: LYHICC
  23. Афанасьев В. М. Электрооптический модуля-тор по схеме интерферометра Маха–Цендера // Прикладная фотоника. 2016. Т. 3, №. 4. С. 341-369. doi: 10.15593/2411-4367/2016.04.01 EDN: XXYMRP
  24. A-108dBm Sensitivity, -28dB SIR, 130nW to 41µW, Digitally Reconfigurable Bit-Level Duty-Cycled Wakeup and Data Receiver / A. Dis-sanayake et al. // 2020 IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC). IEEE, 2020. Pp. 1-4. doi: 10.1109/CICC48029.2020.9075907

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».