Tehnologija pomicanja, promjena faze

Posljednjih godina, rastući zahtjevi za učinkovitošću kod radara i komunikacijskih sustava usmjerili su razvoj antena prema fazinim rešetkama. Dosad su velike prijetnje prema takvim sustavima bile cijena i kompleksnost zato što je potreban velik broj pojedinih odašiljačko/prijamnih modula (T/R). Najnoviji razvoji u GAAS-u MMIC tehnologiji pomogli su smanjiti ove razvojne poteškoće ali još nisu zadovoljeni uvjeti za široku uporabu. Da bi se poboljšali ovi sustavi i smanjila cijena, fotonička kontrola je postala fokus za formiranje snopova i distribuciju signala. Prednosti fotonika naspram elektronika su lakoća, mala veličina, mali gubitci, i imunost naspram elektro-magnetskog ometanja. Jedna od ključnih komponenti ovog pristupa je fotonička radiofrekvencija (RF) pomicanja faze koja može pružiti točno i lako kontrolirano pomicanje odnosno promjenu faze. PWC se razvio prototipove takvih uređaja koristeći tehnologije moduliranja polimera. Slika 1 predstavlja shematski prototipa uređaja.

Slika 1. Shematska prikaz Fotoničkog RF faznog pomicala. Dva ugnježđena Mach-Zehnders sačinjavaju uređaj. Vb otklon generira optičku promjene faze od p/2 i Vs kontrolira izlaznu RF fazu.

U ovom dizajnu, svaki uređaj sadrži duplo ugnježđene Mach-Zehnder strukture. Unutarnji Mach-Zehnder djeluje kao jednostrani (SSB) modulator pojasa. U osnovi, on pojačava optičku frekvenciju za količinu RF-a frekvencije w. Optička faza u drugom djelu vanjskog Mach-Zehndera modulirana je signalom Vs, koji kontrolira konačanu RF fazu. Nakon se kombiniraju dva kraka, nastaju dvije drugačije optičke frekvencije ili valne duljine koje postoje u izlaznom Eo. Kada se dovedu u fotodetektor, ove dvije optičke valne duljine proizvesti će željeni fazno pomaknut RF signal kroz stvaranje razlike frekvencije. struktura sloja i postupak izrađivanja ovih uređaja isti je kao i kod modulatora. Slika 2 predstavlja 4 fotonička RF fazna pomicala izrađena na jedanoj pločici.

Slika 2. Čip sadržava 4 fotonička RF fazna pomicala

Ovaj prototip pokazao je obećavajuće rezultate. Demonstrirao je ultra široku širinu pojasa i visoku brzinu pomicanja faze. Međutim, u ovoj konfiguraciji, izlazna RF amplituda varira s RF fazom. Također, faza odgovara s obzirom na kontrolnu voltažu Vs koja nije linearna. PWC je razvio inovativne tehnike koje riješavaju ove probleme i u procesu je testiranje novog nacrta.