Dużym osiągnięciem polskiej elektroniki jest opracowanie I wdrożenie do produkcji krajowego radaru P-18PL, który stanowi nowość techniczna na skalę światową. Musze przyznać, że sekunduje rozwojowi tej branży a konkretnie firmie PITRADWAR w której miałem okazje odbywać praktyki studenckie w latach 60 -tych XX wieku. W omawianym okresie produkowane były radary Jawor, które stanowiły milowy krok w stosunku do istniejących w Wojskach Radiotechnicznych P-10 oraz Nysa-C.

Wracając do naszego radaru, należy zauważyć, że P-18PL jest radarem trójwspółrzędnym z możliwością skanowania przestrzeni w płaszczyznach azymutu i elewacji. W radarze zastosowano antenę aktywną z elektronicznie sterowaną wiązką nadawczą i cyfrowym formowaniem wiązek odbiorczych, tzw. AESA (Active Electronically Scanned Array). Takie rozwiązanie pozwala na określenie nie tylko odległości, azymutu jak w eksploatowanym dotychczas radarze P-18, ale również wysokości wykrytego obiektu.

Radar pracuje w zakresie fal metrowych, co wyróżnia go na tle innych zachodnich konstrukcji, które w większości przypadków pracują w paśmie mikrofalowym.  Wśród głównych cech P-18PL warto wymienić zdolność wykrywania i śledzenia pocisków balistycznych oraz hipersonicznych, wykrywanie obiektów powietrznych typu Stealth, wykrywanie śmigłowców w zawisie, pracę w trybie pasywnym przy jednocześnie zachowaniu wysokiej mobilności – czas osiągnięcia gotowości bojowej wynosi poniżej 30 min.  Szczegółowy opis parametrów w/w radaru zawiera artykuł:   „Stacja  radiolokacyjna  dalekiego  zasięgu  P-18PL”, który pochodzi z Magazynu Militarnego MILMAG. https://milmag.pl/stacja-radiolokacyjna-dalekiego-zasiegu-p-18pl/

 US5943010 DIRECT DIGITAL SYNTHESIZER DRIVEN PHASED ARRAY ANTENNA AIL Systems.Inc, Rudish et al, Data patentu: 24.08.1999r.     Antena fazowana z wiązką cyfrową, zdolna zarówno do nadawania, jak i odbierania sygnałów, jest zbudowana z szeregu sterowanych cyfrowo elementów antenowych. Do przesyłania sygnałów wykorzystuje się szereg bezpośrednich syntezatorów cyfrowych sterujących elementami anteny tworzącymi układ fazowany. Każdy bezpośredni syntezator cyfrowy jest programowany ze wspólnego procesora cyfrowego z określonymi informacjami o opóźnieniu czasowym i fazowym, tak że sygnały z układu łączą się, tworząc pożądaną charakterystykę  anteny. Aby odebrać sygnały, sygnały z każdego elementu anteny w układzie fazowanym są przetwarzane przez przetwornik analogowo-cyfrowy.  Cyfrowe sygnały są następnie wstępnie przetwarzane w preprocesorze opóźnienia czasowego i fazowego, który odbiera informacje o czasie i opóźnieniu fazowym z odpowiedniego bezpośredniego syntezatora cyfrowego przed połączeniem sygnału we wspólnym procesorze cyfrowym. Tak utworzona cyfrowo antena uformowana za pomocą wiązki umożliwia zdalną rekonfigurację, elastyczny podział i generowanie wielu niezależnych wiązek z pojedynczego układu fazowego.

Każdy z poszczególnych elementów anteny (PHASED ARRAY ANTENNA) emituje wspólny sygnał o tej samej częstotliwości, ale o zmienionej amplitudzie i fazie w porównaniu z innymi elementami.  W rezultacie poszczególne sygnały łączą się w przestrzeni o różnych poziomach fazy i amplitudy, tworząc zadaną charakterystykę  anteny. Kombinacja sygnałów zasadniczo opiera się na trójwymiarowej funkcji dodawania wektorów. Kombinacja sygnałów zgodnych w fazie skutkuje powstaniem listków sygnałowych. Kasowanie sygnałów, które są w fazie przesuniętej w fazie (180°), powoduje zerowy sygnał. Dla wszystkich kątów fazowych pomiędzy tymi skrajnościami następuje częściowe anulowanie, które kształtuje listki sygnałowe. Wynikowy sygnał nazywany jest charakterystyką  anteny, która  charakteryzuje się określoną liczbą listków, wielkością listków (wzmocnienie), kierunkiem listków i względną wielkością listków w różnych kierunkach (kierunkowość). W antenach wieloelementowych wzmocnienie, kierunkowość i kierunek listka można zmieniać poprzez kontrolowanie fazy sygnałów sterujących poszczególnymi elementami. Ten typ anteny jest powszechnie określany jako układ fazowany.

FIGA.1 jest ilustracyjnym schematem anteny liniowej znanej ze stanu techniki; FIGA.2 jest ilustracyjnym schematem planarnej anteny układowej znanej ze stanu techniki; FIGA.3 jest ilustracyjnym schematem poglądowym, w perspektywie, zgodnej anteny układowej znanej ze stanu techniki; FIGA.4 przedstawia schematyczny diagram korporacyjnej sieci zasilającej dla anteny macierzowej znanej ze stanu techniki; FIGA.5 przedstawia schematyczny diagram szeregowej sieci zasilającej dla anteny macierzowej znanej ze stanu techniki; FIGA.6 przedstawia schematyczny diagram przestrzennej sieci zasilającej dla anteny macierzowej znanej ze stanu techniki; FIGA. 7 przedstawia schemat blokowy anteny formowanej cyfrowo do odbioru sygnału, znanej ze stanu techniki. FIGA. 8 przedstawia schemat blokowy anteny formowanej za pomocą wiązki cyfrowej do transmisji sygnałów, utworzonej zgodnie z niniejszym wynalazkiem; FIGA.8A przedstawia schemat blokowy bezpośredniego syntezatora cyfrowego zastosowanego w niniejszym wynalazku; FIG. 8B i 8C są graficznymi reprezentacjami sygnałów generowanych w bezpośrednim syntezatorze cyfrowym z FIG. 8A; FIGA.8D przedstawia schemat blokowy sterowanego cyfrowo generatora sygnału zdolnego do generowania złożonych przebiegów zgodnie z niniejszym wynalazkiem; FIGA.8E przedstawia schemat blokowy sterowanego cyfrowo generatora sygnału ze zmiennym sterowaniem wzmocnieniem, utworzony zgodnie z niniejszym wynalazkiem; FIGA.9 jest schematem blokowym przedstawiającym elementy anteny nadawczej formowanej cyfrowo z wiązki, rozmieszczone w układzie planarnym, zgodnie z jednym przykładem wykonania niniejszego wynalazku;  FIGA.10 jest schematem blokowym ilustrującym alternatywny przykład wykonania anteny formowanej cyfrowo z wiązki według niniejszego wynalazku; FIGA.11 przedstawia schemat blokowy anteny formowanej cyfrowo z wiązki do nadawania i odbierania sygnałów, utworzonej zgodnie z niniejszym wynalazkiem; FIGA.12 jest schematem blokowym ilustrującym ponadto przekrój części odbiorczej konstrukcji anteny z FIG.11. FIGA.13 jest ilustracyjnym schematem poglądowym, w widoku z przodu, anteny formowanej cyfrowo z wiązki, skonfigurowanej jako planarny układ, przy czym planarny układ jest podzielony na niezależnie obsługiwane podzespoły, zgodnie z niniejszym wynalazkiem; FIGA.13A jest ilustracyjnym schematem poglądowym, w perspektywie, anteny formowanej cyfrowo z wiązki z FIG.13, dodatkowo ilustruje przykładowe wiązki antenowe generowane przez podzespoły.

Według schematu blokowego FIG.8,  anteny formowanej cyfrowo  (DBF-digitally beam formed)  za pomocą  układów (DDS-direct digital synthesizer) tworzących   wiązki cyfrowe do transmisji i odbioru sygnałów, szereg sterowanych cyfrowo generatorów sygnału DSC, 29  (DCS-digitally controlled signal generators) generuje sygnały do ​​transmisji. Sygnał z każdego DCS 29 jest operacyjnie sprzężony z odpowiednim elementem promiennikowym 2. Każdy DCS 29 musi mieć możliwość precyzyjnego kontrolowania fazy generowanego sygnału w odpowiedzi na odebrane cyfrowe sygnały sterujące. Cyfrowe sygnały sterujące dla DCS 29 są generowane przez cyfrowy procesor 34. Utrzymując precyzyjną kontrolę generowanych sygnałów nadawczych dołączonych do każdego elementu promiennika 2, sygnały wspólnie łączą się w przestrzeni, aby ustalić pożądany charakterystyki  wiązki anteny.

Korzystnie, DCS 29 będzie miał postać bezpośredniego syntezatora cyfrowego DDS 30, funkcjonalnie połączonego z przetwornikiem cyfrowo-analogowym (C/A) 32. Każdy DDS 30 generuje cyfrowy sygnał sinusoidalny reprezentujący sygnał nadawczy (FIG. 8C). ). Cyfrowy sygnał sinusoidalny z każdego DDS 30 charakteryzuje się wartością częstotliwości, wartością fazy i wartością opóźnienia czasowego.  Każda z tych wartości jest niezależnie sterowana poprzez cyfrowe sterowanie DDS 30. Zależność fazowa pomiędzy każdym DDS 30 jest utrzymywana poprzez wykorzystanie wspólnego sygnału zegarowego 33. D/A 32 reaguje na cyfrowy sygnał sinusoidalny i generuje analogowy sygnał radiowy. Analogowy sygnał radiowy z każdego D/A 32 jest funkcjonalnie połączony z odpowiednim elementem promiennikowym 2.

DDS 30 jest pokazany bardziej szczegółowo na schemacie blokowym z FIG.8A. DDS 30 zawiera akumulator fazowy 36 i sinusoidalną pamięć tylko do odczytu (ROM) 38, które są konwencjonalne dla DDS.  FIG. 8B i 8C ilustrują reprezentatywne sygnały, które są generowane odpowiednio przez akumulator fazy 36 i pamięć ROM 38 wyszukiwania sinusoidy. (Należy rozumieć, że chociaż sygnały są zilustrowane graficznie, sygnały te są w rzeczywistości cyfrowymi wartościami liczbowymi reprezentowanymi przez etapy tych wykresów).

Schemat z FIG.8B jest pokazana jako przebieg schodkowy  złożona z szeregu odrębnych stopni. Każdy krok reprezentuje wartość adresu dla sinusoidalnej pamięci ROM, która odpowiada określonej wartości fazy w sygnale fali sinusoidalnej. Początek rampy reprezentuje 0 DEG (0 radianów). Ostatni krok reprezentuje 360 ​​DEG (2.pi. radianów). Rozdzielczość fazowa DDS 30 jest określona przez liczbę kroków użytych do wygenerowania przebiegu piłowego. Na przykład, jeśli używany jest akumulator fazy, który generuje 1024 kroki (tj. 10-bitowy akumulator fazy), rozdzielczość fazy DDS 30 będzie równa 360 DEG/1024 kroków, czyli 0,35 DEG na krok. W miarę dodawania większej liczby bitów do akumulatora fazy 36 poprawia się rozdzielczość fazy DDS 30.

Korzystnie, każdy DDS 30 będzie ponadto zawierał preprocesor opóźnienia czasowego i fazowego (TPDP- time and phase delay preprocessor) 39. Każdy TPDP 39 odbiera określone informacje o opóźnieniu czasowym i opóźnieniu fazowym dla odpowiedniego DDS 30 z procesora cyfrowego 34. Po odebraniu sygnału inicjującego z cyfrowego procesorze 34, TPDP 39 umożliwi rozpoczęcie działania odpowiedniego DDS 30 zgodnie z odebraną informacją o czasie i opóźnieniu fazowym.

Każdy TPDP 39 steruje czasem i fazą odpowiedniego DDS 30 poprzez kontrolowanie czasu, w którym akumulator fazy 36 zaczyna działać. Wynikiem działania TPDP 39 są wykresy z FIG.8B i 8C przesunięcie w czasie w lewo lub w prawo (w odniesieniu do sygnałów generowanych przez inne DDS w układzie), zgodnie z odebraną informacją o czasie i opóźnieniu fazowym z procesora 34. W ten sposób sygnały radiowe z każdy DDS 30 jest generowany z precyzyjną kontrolą względnej fazy i opóźnienia czasowego, bez potrzeby stosowania analogowych przesuwników fazy i opóźnienia czasowego.

TPDP 39 może powodować dodawanie lub odejmowanie stałej fazowej do sumy w akumulatorze 36 w celu spowodowania nagłej zmiany w sterowaniu wiązką lub jej kształcie. TPDP 39 może zmieniać fazę w funkcji czasu, aby dynamicznie zmieniać kierunek lub kształt wiązki. Ponadto, jeśli TPDP 39 zmieni wartość fazy akumulatora identycznie dla każdego elementu promiennika 2, parametry wiązki nie będą się zmieniać w czasie, ale przesyłany sygnał będzie modulowany fazowo lub częstotliwościowo. Należy zauważyć, że nie jest konieczne, aby TPDP 39 był integralną częścią DDS 30. Alternatywnie, TPDP 40 może stanowić oddzielny element lub może być zintegrowany z procesorem 34.
Każdy połączony DDS 30, D/A, 32 i element promiennikowy 2 łączą się, tworząc pojedynczy element nadawczy struktury z układem fazowanym. Schemat blokowy ilustrujący montaż elementów pokazano na FIG.9.  Układ z FIG.9 dotyczy układu planarnego, takiego jak ten początkowo pokazany na FIG.2. Jednakże niniejszy wynalazek nadaje się również do realizacji układów liniowych (FIG.1) i układów zgodnych (FIG.3). Liczba elementów nadawczych używanych do utworzenia układu może wynosić zaledwie dwa. Górna granica liczby zastosowanych elementów nadawczych zostanie określona na podstawie wymagań dotyczących szerokości wiązki i wzmocnienia, a także ograniczeń dotyczących rozmiaru, kosztu i dostępnej mocy obliczeniowej do obsługi powstałego układu fazowanego.

Schemat blokowy z FIG.10 ilustruje alternatywny przykład wykonania niniejszego wynalazku, odpowiedni do pracy z wysoką częstotliwością. Ponieważ górna granica częstotliwości konwencjonalnych bezpośrednich syntezatorów cyfrowych wynosi zwykle kilkaset megaherców lub mniej, w wielu zastosowaniach korzystne jest operacyjne połączenie obwodu heterodynującego pomiędzy każdym D/A 32 i odpowiadającym mu elementem promieniującym 2. Jeden przykład wykonania obwodu heterodynującego obejmuje mikser 36. Mikser 36 reaguje zarówno na sygnał z przetwornika cyfrowo-analogowego 32, jak i sygnał wspólnego lokalnego oscylatora (LO) generowany przez LO 38. Mikser ogólnego przeznaczenia zazwyczaj generuje wiele sygnałów, w tym odebrany LO (nośna ) i dwa sygnały wstęgi bocznej. Obydwa sygnały wstęgi bocznej mają wartości częstotliwości równe sumie i różnicy częstotliwości odpowiednio sygnału LO i sygnału wyjściowego przetwornika cyfrowo-analogowego.
Korzystnie, mikser 36 jest urządzeniem jednowstęgowym z tłumieniem nośnym, które generuje tylko jeden z żądanych sygnałów sumy lub różnicy pasma bocznego. Jeśli używany jest mikser ogólnego przeznaczenia, pożądane będzie umieszczenie filtra (niepokazanego) za mikserem 36 w celu wyeliminowania wszelkich niepożądanych składowych sygnału. Alternatywnie obwód heterodynujący można zastąpić obwodem mnożnika częstotliwości, umieszczonym pomiędzy każdym DDS 30 a elementem antenowym 2 w celu zwiększenia częstotliwości sygnału D/A o stały współczynnik mnożenia.

Oprócz obwodu heterodynującego, FIG.10 dodatkowo ilustruje zastosowanie wzmacniaczy sygnału 40 i „wygładzających” filtrów dolnoprzepustowych 42. Każdy filtr dolnoprzepustowy 42 jest korzystnie umieszczony pomiędzy przetwornikiem D/A 32 i mikserem 36, aby „wygładzić” sygnał analogowy z przetwornika D/A 32 poprzez usunięcie wszelkich kroków, które mogą występować w sygnale w wyniku cyfrowego generowania tego sygnału. Wzmacniacze sygnału 40 są umieszczone pomiędzy mieszaczami 36 i elementami promiennika 2. Wzmacniacz sygnału 40 jest wybrany tak, aby zapewnić pożądane wzmocnienie sygnału wyjściowego miksera przed wypromieniowaniem z elementu promiennika 2. Wzmacniacze sygnału 40 i filtry dolnoprzepustowe 42 są konwencjonalne elementy sztuki projektowania systemów radiowych.
Przykład wykonania niniejszego wynalazku, który jest w stanie generować złożone kształty fal i niezależne wielokrotne wiązki dzielące tę samą aperturę, zilustrowano na FIG.8D. FIGA.8D przedstawia implementację, w której każdy sterowany cyfrowo generator 29 sygnału zawiera wiele DDS 30. Cyfrowy obwód sumujący (sumator) 41 reaguje na sygnały z każdego z DDS 30 i generuje sygnał sumy. Sygnał sumy jest złożonym kształtem fali cyfrowej, będącym wynikiem superpozycji dyskretnych sygnałów sinusoidalnych z każdego DDS 30. Po sumatorze 41 następuje przetwornik D/A 32. Przetwornik D/A 32 reaguje na cyfrowy sygnał sumy, generując sygnał sumy sygnał analogowy, który zawiera sinusoidalne składowe częstotliwości z każdego DDS.   W tej konfiguracji cały układ promienników (RYS. 9) może zostać wykorzystany do jednoczesnego generowania wielu wiązek antenowych.

 PL231293B1_ Cyfrowy moduł nadawczo-odbiorczy anteny aktywnej radaru pasma UHF, PitRadwar SA,  Andrzej Arvanit et al.,Data patentu:28.02.2019. Przedmiotem wynalazku jest układ cyfrowego modułu nadawczo-odbiorczego znajdujący zastosowanie w radarach z fazowanymi antenami wielowiązkowymi, z formowaniem wiązek częstotliwościowo-fazowym lub fazowo-fazowym, a zwłaszcza w antenach aktywnych radarów pasm UHF. Moduł nadawczo-odbiorczy służy do generacji sygnału sondującego oraz wytwarzania układu wiązek nadawczych i odbiorczych anteny aktywnej radaru pasma UHF.  Wynalazek należy do działu elektrotechnika, klasy podstawowe elementy elektryczne, urządzenia do zmiany kształtu charakterystyki antenowej oraz grupy urządzeń związanych z układami nadawczo-odbiorczym. Celem wynalazku jest stworzenie układu cyfrowego modułu nadawczo-odbiorczego połączonego z promiennikiem anteny aktywnej radaru pasma UHV, który będzie pracował niezależnie od innych modułów nadawczo-odbiorczych umieszczonych w antenie aktywnej.

Wytwarzać on będzie samodzielnie sygnał wzbudzenia, który będzie impulsowym sygnałem sondującym o określonych parametrach czasowych i częstotliwościowych, takich jak czas trwania pojedynczego impulsu, okres repetycji impulsu, liczba impulsów w paczce impulsów, zakres i sekwencja zmian częstotliwości nośnej impulsu lub serii impulsów oraz rodzaj kodowania lub modulacji wewnątrz  impulsowej. Sterowanie pojedynczego cyfrowego modułu nadawczo-odbiorczego odbywa się za pomocą sygnałów sterujących przesyłanych do modułu za pomocą światłowodu, który w drugim kierunku przesyła spróbkowany sygnał echa radarowego. Rozwiązanie to wyeliminuje kłopotliwy, wielodrogowy system rozprowadzania złożonego sygnału radarowego po antenie i sprowadza się do tego, że każdy cyfrowy moduł nadawczo-odbiorczy jest niezależnym cyfrowo sterowanym radarem elementarnym.

Cel wynalazku osiągnięto w układzie cyfrowego modułu nadawczo-odbiorczego anteny aktywnej radaru pasma UHF zawierającego odseparowane tor nadawczy i tor odbiorczy oraz połączonego z pojedynczym elementem promieniującym anteny poprzez to, że w module nadawczo-odbiorczym znajduje się konwerter optyczny sygnałów sterujących oraz zegarowych połączony z cyfrowym generatorem sygnału radarowego. Wyjście cyfrowego generatora sygnału radarowego połączone jest ze wzmacniaczem mocy, a jego wyjście połączone jest z jednym z dwóch wejść przełącznika nadawanie odbiór. Wyjście przełącznika nadawanie-odbiór połączone jest z promiennikiem anteny. Drugie wejście przełącznika nadawanie-odbiór połączone jest z wejściem wzmacniacza niskoszumnego, którego wyjście połączone jest z wejściem przetwornika analogowo-cyfrowego. Spróbkowany sygnał echa radarowego z przetwornika doprowadzony jest do konwertera optycznego, do którego przyłączony jest światłowód dwukierunkowy.

Korzystną cechą wynalazku jest to, że cyfrowy moduł nadawczo-odbiorczy zawiera cyfrowy generator sygnału radarowego zbudowany na bazie układu bezpośredniej syntezy cyfrowej DDS, do którego sterowanie oraz sygnał zegarowy doprowadzone są poprzez cyfrowy konwerter optyczny przy czym  zaletą wynalazku jest  zastosowanie cyfrowego modułu nadawczo-odbiorczego, który  nie wymaga doprowadzenia szerokopasmowego sygnału wzbudzającego, wymaga jedynie doprowadzenia cyfrowych sygnałów sterujących,  drogą światłowodową.

Korzystną cechą wynalazku jest również zastosowanie cyfrowego generatora sygnału radarowego, co umożliwia cyfrową regulację fazy i amplitudy sygnału sondującego. Właściwość ta pozwala dowolnie kształtować charakterystyki dwuwymiarowego radarowego szyku antenowego  i  to zarówno w płaszczyźnie elewacyjnej, jak i azymutalnej. Charakterystyki te mogą się różnić dla fazy nadawania i fazy odbioru oraz dodatkowo mogą być zmieniane od impulsu do impulsu. Właściwość ta umożliwia pracę radaru z zatrzymaną anteną, śledzenie obiektów o małej skutecznej powierzchni odbicia lub odległych obiektów poprzez skupienie mocy radaru w ściśle określonym kierunku oraz pracę przy ograniczonej mocy tworząc „cichy radar. Dodatkowo zaletą  wynalazku jest to, że każdy z cyfrowych modułów nadawczo-odbiorczy w szyku antenowym może pracować na innej częstotliwości, zatem możliwe jest kształtowanie charakterystyki antenowej radaru UHF nie tylko w różnych kierunkach, ale i w różnych pasmach pracy. W rezultacie radar „patrzy” jednocześnie w różne strony  i  to  na  różnych częstotliwościach. Wynalazek jest bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonania przedstawionym rysunku, który przedstawia schemat blokowy cyfrowego modułu nadawczo-odbiorczego.

Zgodnie z przykładem wykonania układu cyfrowego modułu nadawczo-odbiorczego przedstawionym na rysunku, konwerter optyczny 1 sygnałów sterujących moduł nadawczo-odbiorczy połączony jest z cyfrowym generatorem sygnału radarowego 2, którego wyjście połączone jest ze wzmacniaczem mocy 3. Wyjście wzmacniacza mocy 3 połączone jest z jednym z dwóch wejść przełącznika nadawanie-odbiór 4, którego wyjście połączone jest z promiennikiem anteny 7. Drugie wejście przełącznika nadawanie-odbiór 4 połączone jest z wejściem wzmacniacza niskoszumnego 5, z którego wyjście połączone jest z wejściem przetwornika analogowo-cyfrowego 6, a jego wyjście połączone jest z konwerterem optycznym 1. Do konwertera optycznego 1 dołączony jest światłowód 8, który przekazuje do modułu cyfrowy sygnał sterujący pracą cyfrowego generatora sygnału radarowego 2, a z modułu wyprowadza sygnał po konwersji analogowo-cyfrowej odebranych ech radiolokacyjnych. Cyfrowy generator sygnału radarowego w paśmie UHF 2 zrealizowany jest na bazie układu bezpośredniej syntezy cyfrowej DDS.

Cyfrowy generator sygnału radarowego wytwarza sygnał sondujący np. z liniową modulacją częstotliwości o częstotliwości środkowej będącej częstotliwością nośną radaru, czyli bezpośrednio w zakresie pracy radaru UHF, bez przemiany częstotliwościowej i konwersji sygnału w górę. Nowość wynalazku polega na tym że cyfrowy moduł nadawczo-odbiorczy jest  cyfrowym generatorem sygnału radarowego (2), który  jest generatorem bezpośredniej syntezy cyfrowej DDS, do którego sterowanie oraz sygnał zegarowy doprowadzone są poprzez cyfrowy konwerter optyczny (1). Sygnał sterujący z dwukierunkowego światłowodu (8)  i  konwertera optycznego (1) steruje cyfrowym generatorem sygnału radarowego (2), następnie wytworzony sygnał analogowy po wzmocnieniu we wzmacniaczu mocy (3) podawany jest na przełącznik nadawanie-odbiór (4), z którego w cyklu nadawania sygnał radarowy kierowany jest na promiennik anteny (7). Natomiast sygnał z promiennika anteny (7) poprzez przełącznik nadawanie-odbiór (4) kierowany jest na wzmacniacz niskoszumny (5), z którego sygnał kierowany jest na konwerter analogowo-cyfrowy (6), a następnie wytworzony cyfrowy sygnał echa radarowego kierowany jest na cyfrowy konwerter optyczny (1)  i  przesyłany dwukierunkowym światłowodem (8) do kolejnych elementów odbiornika radaru.

CA2100839A1 Optical Fiber System for Phase Array Radar, Jerome D. Gazdewich, Data publikacji: 1995-01-20.  Przedmiotem aplikacji patentowej jest system zasilania anteny z układem fazowanym, mający wiele elementów antenowych rozmieszczonych w układzie, przy czym każdy element anteny jest podłączony do modułu nadawczo-odbiorczego T/R, przy czym system zawiera nadajnik i odbiornik Tx/Rx ze światłowodem przesyłanie sygnału pomiędzy urządzeniami Tx/Rx i modułami T/R. Pierwszy interfejs optoelektroniczny przetwarza sygnały z nadajnika Tx na sygnały optyczne, które są podawane za pośrednictwem światłowodu do sprzęgacza optycznego, który łączy te sygnały optyczne z pierwszą grupą włókien optycznych, z których każdy jest połączony z innym interfejsem optoelektronicznym, w którym sygnały optyczne są przekształcane na sygnały elektryczne i podawane do nadajnika T w powiązanym module T/R, który dostarcza odpowiedni sygnał do powiązanego z nim elementu anteny. Sygnały odbierane przez każdy element anteny podawane są do sekcji odbiorczej R w module T/R, a następnie z odbiornika do powiązanego interfejsu optoelektronicznego, gdzie są przetwarzane na sygnały optyczne i przesyłane światłowodami w drugiej grupie przewodów optycznych. światłowody do drugiego sprzęgacza optycznego, który przekazuje te sygnały do ​​pierwszego interfejsu optoelektronicznego. Pierwszy interfejs optoelektroniczny przekształca następnie odebrane sygnały optyczne na sygnały elektryczne, które są podawane do odbiornika Rx w sprzęcie Tx/Rx. Konstrukcja ta pozwala na użycie pojedynczego lasera o dużej mocy jako nośnika optycznego, którego światło może być oddalone (tj. rozproszone) do wszystkich interfejsów optoelektronicznych, tak aby nośnik optyczny na każdym z nich miał tę samą długość fali.

Fig.1 przedstawia funkcjonalny schemat blokowy korporacyjnego systemu zasilania dla przykładowej ośmio-elementowej anteny z układem fazowanym, wykorzystującej konwencjonalną technologię falowodu elektrycznego i rozgałęzienia 2:1; Fig.2a przedstawia funkcjonalny schemat blokowy konwencjonalnego optycznego korporacyjnego systemu zasilania dla ośmio-elementowej anteny z układem fazowanym wykorzystującej rozgałęzienia 8:1; Fig.2b przedstawia schemat blokowy układu optoelektronicznego interfejs pokazany na Fig.2a; Fig.3a przedstawia funkcjonalny schemat blokowy optycznego korporacyjnego systemu zasilania dla ośmio-elementowej anteny z układem fazowanym wykorzystującej rozgałęzienia 8:1 według niniejszego wynalazku; Fig.3b przedstawia schemat blokowy interfejsu optoelektronicznego po stronie anteny systemu pokazanego na Fig.3a; Fig.3c przedstawia schemat blokowy interfejsu optoelektronicznego po stronie nadajnika/odbiornika Tx/Rx systemu pokazanego na Fig.3a.

Korporacyjne systemy anten z układem fazowanym zazwyczaj wykorzystują konwencjonalną technologię falowodów elektrycznych, taką jak: technologia kabla koncentrycznego, linii paskowej, mikropaskowej lub technologii falowodów  metalowych. Zastosowanie technologii światłowodowej jako ośrodka falowodowego w projektach zasilania anten radarowych wzbudza ostatnio zainteresowanie, ponieważ technologia światłowodowa oferuje zalety w postaci zapewnienia elastycznego, a jednocześnie stabilnego fazowo ośrodka falowodowego o stosunkowo małej masie. Ponadto światłowody zapewniają izolację galwaniczną i są odporne na zakłócenia elektromagnetyczne.

Konwersję sygnału elektrycznego na optyczny w  interfejsach  optoelektronicznych można przeprowadzić albo poprzez modulację prądu stałego półprzewodnikowych diod laserowych, albo poprzez  modulację światła lasera przez zewnętrzny modulator optyczny.   Zewnętrzne modulatory optyczne, czyli znajdujące się na zewnątrz źródła światła laserowego, są zwykle stosowane w przypadku wyższych częstotliwości. Konwencjonalny  system zasilania dla ośmio-węzłowej anteny z układem fazowanym ze standardowymi falowodami elektrycznymi pokazano na Fig.1. W trybie nadawania tego systemu, nadajnik Tx sprzętu nadawczo-odbiorczego (Tx/Rx) 10 generuje energię, która przepływa przez konwencjonalne struktury falowodowe do aktywnych modułów nadawczo-odbiorczych (T/R) 141 do 148. Każdy moduł T/R 14n jest połączony z powiązanym elementem promieniującym anteny 16n z ośmio-elementowego układu anten (161 do 168).

W sieci zasilającej zastosowano szereg sprzęgaczy 1:2, 12, 121, 122 do 126 w celu zapewnienia niezbędnego rozgałęzienia falowodu pomiędzy nadajnikiem/odbiornikiem 10 a ośmioma modułami T/R 14n. Nadajnik/odbiornik 10 jest połączony za pomocą falowodu z pierwszym sprzęgaczem 1:2, 12, którego dwie pozostałe gałęzie są połączone za pomocą falowodów z dwoma kolejnymi sprzęgaczami 1:2, 121 i 122. W trybie odbioru tego systemu sygnały wykryte przez każdą antenę 16n są przesyłane do modułów odbiorczych modułów T/R 14, przy czym sekcja odbiorcza R kondycjonuje sygnał, który jest następnie przesyłany przez strukturę falowodu i sprzęgacze do sprzętu odbiorczego Rx w Tx /Rx 10. Rodzaj falowodów, które można zastosować w tego typu systemie zasilania, obejmuje technologię kabla koncentrycznego, linii paskowej, lub  falowodu metalowego. Funkcjonalny schemat blokowy systemu zasilania światłowodem  dla ośmio-elementowej anteny z układem fazowanym przedstawiono na  Fig.2. W tym systemie zasilania jeden z modułów nadawczo-odbiorczych (T/R) 241 do 248 jest podłączony do każdego elementu anteny 261 do 268 w podobny sposób jak antena z układem fazowanym pokazana na Fig. 1. 

Jednakże dodano interfejs optoelektroniczny 30n dla każdej gałąź sieci w układzie antenowym, przy czym każdy interfejs optoelektroniczny 301 do 308 jest podłączony do powiązanego modułu T/R 241 do 248. Sieć rozgałęziona pokazana na Fig.2a wykorzystuje pojedynczy sprzęgacz optyczny 1:8, 22 zamiast siedmiu sprzęgaczy 1:2, 12n stosowanych w konfiguracji pokazanej na Fig.1.  Sprzęgacz optyczny 22 jest połączony światłowodem 38 z interfejsem optoelektronicznym 28, który realizuje konwersje  sygnału  z  urządzeniem nadawczo-odbiorczym Tx/Rx 20.

Schemat blokowy jednego z interfejsów optoelektronicznych 30n przedstawiono na Fig.2b. gdzie sygnał elektryczny generowany przez nadajnik w urządzeniu Tx/Rx 20 jest przekształcany na sygnał optyczny poprzez modulację wiązki laserowej w interfejsie optoelektronicznym 28, która jest następnie przesyłana przez system  światłowodu do interfejsu optoelektronicznego (OEI). 30n.  Połączenie pomiędzy systemem zasilania a interfejsem OEI 30n pokazanym na Fig.2a jest realizowane za pomocą łączy światłowodowych 37n, z  których każde jest połączone ze sprzęgaczem optycznym 1:2 33 w OEI 30n. Jedna gałąź sprzęgacza optycznego 1:2, 33 jest połączona z fotodetektorem 34, w którym odebrana wiązka laserowa jest przetwarzana na sygnał elektryczny i podawany przez wzmacniacz 35 do powiązanego modułu T/R 24n. 

W trybie odbioru sygnał wykryty przez jedną z anten 26n w układzie jest kierowany do sekcji odbiorczej R w powiązanym module T/R 24n, który dostarcza „sygnał wejściowy” do wzmacniacza 36 w interfejsie optoelektronicznym OEI 30n.  Sygnał wyjściowy wzmacniacza 36 jest doprowadzany do diody laserowej LD 32 w celu wygenerowania modulowanej wiązki laserowej z LD 32, która jest kierowana do sprzęgacza optycznego 1:2 OC 33, a następnie przesyłana przez światłowód 37n układu zasilania do sprzęgacza optycznego 22 oraz poprzez światłowód 38, poprzez interfejs optoelektroniczny 28, aby zapewnić sygnał do odbiornika Rx w sprzęcie Tx/Rx 20. Dioda laserowa LD 32 jest wyposażona w źródło polaryzacji 31 w interfejsie optoelektronicznym 30n.

Główna zaleta powyższego fotonicznego układu zasilania wynika  z  właściwości ośrodka transmisyjnego  jakim jest  światłowód, który jest niski w porównaniu z innymi typami falowodów elektrycznych i zapewnia izolację galwaniczną, a także odporność na zakłócenia elektromagnetyczne. Jednakże zasadnicza wada tego typu układów transmisji sygnałów  wynika z konieczności zapewnienia aktywnych interfejsów na portach wejścia/wyjścia (I/O) układu zasilania w celu realizacji funkcji konwersji optoelektronicznej.  Strona anteny układu zasilania anteny z układem fazowanym według niniejszego wynalazku, jak pokazano na Fig.3a, jest podobna do konstrukcji omówionej wcześniej pod tym względem, że każdy z elementów anteny 461 do 468 jest połączony z powiązanym modułem nadawczo-odbiorczym (T/R) 44n z grupa 441 do 448, przy czym każdy moduł T/R 44n jest podłączony do powiązanego interfejsu optoelektronicznego 50n z grupy 501 do 508. Jednakże w konstrukcji według niniejszego wynalazku, optoelektroniczne interfejsy 501 do 508 różnią się funkcjonalnie od optoelektronicznego interfejsu 48 po stronie Tx/Rx 40 systemu zasilania. Schemat blokowy OEI 50n przedstawiono na Fig.3b, natomiast Fig.3c przedstawia schemat blokowy OEI 48.

 Każdy z optoelektronicznych interfejsów 50n jest połączony światłowodem 57n, który transmituje sygnał wejściowy z pierwszego 1:8 sprzęgacz optyczny 42 z interfejsem 50n i drugim włóknem optycznym 58n w celu zwrócenia odebranego sygnału do drugiego sprzęgacza optycznego 1:8 42′. Interfejs optoelektroniczny OEI 50n w konfiguracji pokazanej na Fig.3b zawiera dwuportowy modulator optyczny EOM 51. Tego typu układ wymaga zastosowania drugiej sieci rozgałęzień światłowodowych 58 do 588 do drugiego sprzęgacza 1:8 42′, aby zwrócić odebrany sygnał do odbiornika Rx za pośrednictwem światłowodu 67 do OEI 48.

Sieć światłowodowa dla odbieranych sygnałów jest pokazana liniami przerywanymi, podczas gdy sieć 571 do 578 i 68 do przesyłania sygnału z Tx jest pokazana liniami ciągłymi. Tego typu konstrukcja skutkuje brakiem funkcjonalnego połączenia pomiędzy elementami nadawczymi i odbiorczymi w interfejsie OEI 48. Każde światłowód 57n przenoszący wiązkę laserową ze sprzęgacza optycznego (1:8) 42 jest podłączony do wejścia sprzęgacza optycznego 1:2, OC 53 w każdym interfejsie optoelektronicznym OEI 50n, jak pokazano na Fig.3b. Jedna linia transmisji sygnału ze sprzęgacza 1:2, OC 53 jest połączona z fotodetektorem 54, którego wyjście jest podawane do wzmacniacza 55 w celu wytworzenia „sygnału wyjściowego”, który jest kierowany do powiązanego modułu T/R 44n.   Sekcja nadawcza modułów T/R 44n zapewnia następnie wymagany sygnał wyjściowy do każdego z elementów anteny 46n w układzie w odpowiedzi na sygnały odbierane przez system zasilania.

Wiązka laserowa przesyłana przez układ zasilający jest uzyskiwana z pojedynczego lasera 62 dużej mocy przez zewnętrzny modulator optyczny EOM 61  i  przesyłana wzdłuż światłowodu 68, jak pokazano  na Fig.3c, do sprzęgacza optycznego 42 (Fig.3a). Sprzęgacz optyczny 1:8 42 rozprowadza następnie wiązkę lasera wzdłuż włókien optycznych 57n do interfejsów optoelektronicznych 50n. Nadajnik Tx w urządzeniu Tx/Rx 40 dostarcza „sygnał wejściowy” do wzmacniacza 66 z Fig.3c, którego wyjście steruje zewnętrznym modulatorem optycznym EOM 61 w celu zapewnienia wymaganych sygnałów poprzez modulację wiązki laserowej przez światłowód układ  podawania włókien  do modułów T/R 44n.   Sprzęgacz optyczny 1:2, OC 53 w każdym interfejsie optoelektronicznym OEI 50n posiada również linię transmisji sygnału ze sprzęgacza optycznego 1:2 53 dla wiązki laserowej ze światłowodu 57n do innego dwuportowego modulatora optycznego EOM 51 w OEI, jak pokazano na Fig.3b.

Sprzęgacz optyczny 53 może mieć postać przełącznika optycznego, który kieruje wiązkę lasera albo do zewnętrznego modulatora optycznego 51, albo do fotodetektora 54, w zależności od tego, czy system działa w trybie nadawania, czy odbioru. W trybie odbioru sygnał wykryty przez element antenowy 46n jest doprowadzany do sekcji odbiorczej R modułów nadawczo-odbiorczych 44n, która następnie dostarcza „sygnał wejściowy” do interfejsu optoelektronicznego OEI 50n. Ten „sygnał wejściowy” jest doprowadzany przez wzmacniacz 56  w  OEI 50” do  modulatora optycznego EOM 51 w celu modulowania stałej  wiązki laserowej uzyskanej ze sprzęgacza OC 53  i generowania „odebranego sygnału” wzdłuż odbiorczego światłowodu 58”, jak pokazano na Fig.3a i 3b. Te „odebrane sygnały” są następnie przesyłane przez światłowód światłowody 58″ do drugiego sprzęgacza optycznego 1:8, 42′ w celu wytworzenia „odebranego sygnału” na wyjściu wzdłuż światłowodu 67 do interfejsu optoelektronicznego OEI 48 i odbiornika Rx w sprzęcie nadawczo-odbiorczym Tx/Rx 40.

Ta druga rozgałęziona sieć światłowodowa do odbioru sygnałów jest pokazana liniami przerywanymi na Fig.3a i składa się z włókien optycznych 58″ i 67 oraz sprzęgacza optycznego 42′. „Odbrany sygnał” ze sprzęgacza 42′ i przesyłany wzdłuż światłowodu 67 do interfejs optoelektroniczny OEI 48 jest podłączony do fotodetektora 64 w tym interfejsie, którego wyjście jest podawane na wzmacniacz 65, który generuje „sygnał Out”, do odbiornika Rx w sprzęcie Tx/Rx 40. Tego typu konfiguracja powoduje brak funkcjonalnego połączenia pomiędzy operacjami nadawania i odbioru w interfejsie optoelektronicznym OEI 48.

Co więcej, ten sam laser 62 jest używany do dostarczania zarówno sygnału nadawczego przez modulator optyczny EOM 61 w trybie nadawania, jak i zdalnego światła laserowego, niemodulowanego przez EOM 61, w trybie odbioru.  Spójność częstotliwości jest utrzymywana w tej konfiguracji światłowodu dla anteny z układem fazowanym dzięki zastosowaniu tylko pojedynczego lasera 62 zarówno w trybie nadawania, jak i odbioru. Pozwoli to uniknąć problemów z zakłóceniami optycznymi, które mogą wystąpić w przypadku znanych konstrukcji. Wystąpią jednak niewielkie losowe zmiany w długości ścieżki optycznej każdej gałęzi układu zasilającego, które chociaż nie są znaczące w odniesieniu do długości fali modulacji wiązki laserowej, mogą być bardzo znaczne w stosunku do długości fali nośnika optycznego. Po połączeniu w sprzęgaczach optycznych spowodowałoby to mieszaninę konstruktywnych i destruktywnych sygnałów zakłócających na długości fali nośnej. Wszelkie zmiany w tej mieszance zakłóceń konstruktywnych i destrukcyjnych, takie jak na przykład małe zmiany w długości ścieżki optycznej, będą stanowić dodatkowe źródło szumu systemu. Ten typ źródła szumu można zminimalizować poprzez włączenie optycznej pętli synchronizacji fazy  PLL do każdej gałęzi światłowodu. Ta PLL wyrównuje fazy optyczne każdego z elementów zasilających poprzez regulację długości ścieżki optycznej w każdym odgałęzieniu światłowodu, co skutkuje jedynie konstruktywną interferencją w sprzęgaczach optycznych.   W tym przypadku optyczna sieć zasilająca łączyłaby sygnały spójne i niespójne w taki sam sposób, jak konwencjonalny elektryczny system zasilania, a zatem pozwalałaby uniknąć występowania pułapu SNR w przypadku dużych układów. Zastosowanie konwencjonalnych zewnętrznych modulatorów optycznych EOM będzie zużywać znacznie mniej energii (potencjalnie do rzędów wielkości) ze względu na zmniejszony prąd pobierany w porównaniu z tym, który byłby wymagany w przypadku zastosowania lasera w każdym interfejsie optoelektronicznym, jaki istniał w poprzednich konstrukcjach systemów transmisji.  Spowoduje to również znaczną redukcję szumów nadajnika ponieważ modulator optyczny EOM wstrzyknąłby jedynie niewielką ilość dodatkowego szumu termicznego, a szum lasera zostałby potencjalnie zmniejszony nawet o jeden rząd wielkości, gdyby lasery półprzewodnikowe na każdym interfejsie optoelektronicznym  z poprzednich konstrukcji zostały zastąpione pojedynczym  laserem na ciele stałym o dużej mocy, pompowanym  diodowo.

 W korzystnych przykładach wykonania można dokonać różnych modyfikacji bez odchodzenia od ducha i zakresu wynalazku określonego w załączonych zastrzeżeniach. Możliwe jest na przykład, że sieć zasilająca włókna może mieć więcej niż jeden poziom rozgałęzień. W tym przypadku każde z odgałęzień włókien z pierwszego sprzęgacza może być podłączone do wejścia innego sprzęgacza i tak dalej, przy czym odgałęzienia włókien z ostatnich sprzęgaczy w łańcuchu są podłączone do OEI.   Pierwszy sprzęgacz może składać się z więcej niż jednego sprzęgacza, przy czym każdy jest podłączony do interfejsu optoelektronicznego po stronie Tx/Rx systemu zasilania. Należy ponadto zauważyć, że stopień wzmocnienia jest wymagany za fotodetektorem oraz przed  modulatorami optoelektronicznymi  zależnie od  konkretnej implementacji.

Wnioski

Sieci światłowodowe, których szkielet stanowią włókno szklane, umożliwiają przesyłanie dużej ilości danych dzięki ogromnej przepustowości. W dystrybucji telekomunikacji stacjonarnej i telewizji kablowej (CATV) sieci światłowodowe zastąpiły przewody miedziane, umożliwiając sprawniejsze i niezawodne przesyłanie rozmów telefonicznych oraz  cyfrowego internetu. Zastosowanie w/w techniki światłowodowej w telekomunikacji  zaimplementowane zostało w naturalny  sposób w technice radarowej do transmisji sygnałów RF.   Łączeniem tych dwóch technologii jest technologia RF Over Fibre (RFOF), określana również jako Radio Over Fibre (ROF).

ROF to transmisja analogowa wykorzystująca sygnały RF do modulacji światła przesyłanego kablem światłowodowym. Po stronie odbiorczej energia RF jest odzyskiwana. Łącze optyczne zapewnia łącze komunikacyjne o dużej przepustowości i niskich stratach, umożliwiające transport energii RF na częstotliwościach optycznych, a następnie sygnał RF jest odzyskiwany do wykorzystania w punkcie obciążenia.

Jak pokazano na rysunku , ROF pobiera sygnał RF z anteny , następnie po  przetworzeniu  przesyła go  za pomocą łącza optycznego, a następnie  odtwarza do oryginalnej postaci  analogowego sygnału RF.

Łącze optyczne zaimplementowane w ogólnie pojętej telekomunikacji składa się z:

• Źródło światła pełniące rolę nośnika optycznego, zwykle zapewniane przez diodę laserową. Ten laser półprzewodnikowy jest sterowany poprzez polaryzację złącza półprzewodnikowego w kierunku przewodzenia. Ze względu na właściwości fizyczne kabla światłowodowego niektóre częstotliwości mają mniejsze tłumienie. Najczęściej stosowane częstotliwości optyczne to:
  • Dioda LED: 780nm, 850nm, 1300nm
  • Laser: 1310, 1550nm, 1625nm
• Modulator elektryczno-optyczny (E/O) służący do konwersji/modulacji wiązki światła za pomocą sygnału RF. Stosowana jest modulacja intensywności; przetworniki te posiadają element sterowany sygnałem, który moduluje wiązkę światła. Sygnał RF można wykorzystać do bezpośredniej modulacji źródła światła lub można zastosować częstotliwość pośrednią. Szerokość pasma modulacji może sięgać zakresu gigaherców.
• Optyczny nośnik transmisji: kabel światłowodowy jednomodowy. Tryb jednomodowy charakteryzuje się mniejszą liczbą odbić światła, co zmniejsza tłumienie i umożliwia przesyłanie sygnału dalej niż tryb wielomodowy. Domieszkowane światłowody, takie jak kable domieszkowane erbem, zapewniają wzmocnienie poprzez pompowanie rdzenia światłowodu w celu wytworzenia wzmocnienia.
• Modulator optyczno-elektryczny (O/E) do odzyskiwania sygnału RF po stronie odbiornika, zwykle fotodioda lub fotodioda lawinowa (APD).   Elementy te w wyniku absorpcji fotonów wytwarzają prąd proporcjonalny do natężenia odbieranego światła.

Większość aplikacji i zastosowań komunikacji światłowodowej ma miejsce w domenie cyfrowej, dlatego wielu inżynierów ze zdziwieniem odkrywa, że ​​światłowody są obecnie wykorzystywane z wielkim sukcesem w zastosowaniach analogowych, takich jak wiele form transmisji RF. W rzeczywistości światłowód ma kilka znaczących zalet w porównaniu z wcześniej popularnym rozwiązaniem do transmisji sygnału RF, czyli kablem koncentrycznym.  Generalnie  światłowód jest lepszy od kabla koncentrycznego do przesyłania sygnałów RF, szczególnie w zastosowaniach na duże odległości:

Światłowód zapewnia znacznie mniejsze straty sygnału niż kabel koncentryczny, co oznacza większe odległości .  Kabel koncentryczny charakteryzuje się znaczną utratą sygnału w przypadku dłuższych tras kablowych. Łącza światłowodowe są prawie bezstratne, więc inżynierowie mogą planować i instalować łącza o długości 10 km lub dłuższe, przy bardzo małych stratach sygnału.

Światłowód jest lżejszy i łatwiejszy do fizycznego poprowadzenia.  Kabel koncentryczny jest dość ciężki i nieporęczny.  Utrudnia to przenoszenie do/z instalacji. Utrudnia to również fizyczne wyznaczanie trasy, ponieważ nie jest ona zbyt elastyczna. Z drugiej strony światłowód jest bardzo lekki i łatwy do poprowadzenia wokół wszelkich przeszkód, jakie może napotkać instalacja.

Światłowód nie przewodzi prądu. Koncentryk  tak.…a przepięcia elektryczne są bardzo realnym i bardzo kosztownym zagrożeniem dla wielu instalacji antenowych. Używając kabla koncentrycznego do bezpośredniego połączenia dwóch urządzeń, np. anteny i drogiego odbiornika lub modemu, przypadkowo tworzysz bezpośrednie połączenie elektryczne między tymi dwoma urządzeniami i narażasz oba końce na przepięcia elektryczne spowodowane zjawiskami naturalnymi, takimi jak wyładowania atmosferyczne. Światłowody nie przewodzą prądu i dlatego nie mogą powodować ryzyka przepięcia.

Światłowód jest odporny na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI). Koncentryk nie.  Ponieważ kabel koncentryczny może przewodzić prąd, jest on również naturalnie podatny na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) , przez co urządzenia przemysłowe znajdujące się w pobliżu takiego okablowania mogą skutecznie blokować jego transmisję. Światłowód wykonany jest ze szkła, które jest izolatorem, a co za tym idzie, nie jest w ogóle podatne na zakłócenia elektromagnetyczne.

Dodatkowe informacje na temat techniki światłowodowej w układach transmisyjnych  są dostępne w artykule: https://zpe.gov.pl/a/transmisja-swiatlowodowa-w-praktyce/DzZq7V0gR

Światłowody  https://youtu.be/gYc3qlI02Os

Optical fiber cables, how do they work? https://youtu.be/jZOg39v73c4

W załączeniu łumaczenie maszynowe w/w artykułu P18PL-LAURA310824