Экспериментальные исследования поставленных перед ПНИЭР задач (очередь 2). Обобщение и оценка результатов исследований (заключительный)

Цели: создание комплекса научно-технических решений в области разработки технологии создания сверхширокополосных аналоговых линий передачи СВЧ-сигнала на основе радиофотонных компонентов, предназначенных для высокоскоростной передачи цифровых потоков данных, сложномодулированных и шумоподобных сигналов, обеспечивающих качественное улучшение технических характеристик приемо-передающих устройств телекоммуникации и радиолокации. Проведен выбор и обоснованы полосы используемых частот и количество разрабатываемых ЭО ППМРК (с учетом результатов проведенного численного моделирования); разработаны ЭО ППМРК. Создан широкополосный СВЧ измерительный стенд с различными типами оптоволоконных линий для проведения экспериментальных исследований ЭО ППМРК. Разработаны программа и методика экспериментальных исследований ЭО ППМРК (для различных частотных диапазонов). Проведены экспериментальные исследования разработанных ЭО ППМРК с использованием разработанного широкополосного СВЧ измерительного стенда; обобщены результаты исследований. Проведено сопоставление анализа научно-информационных источников и результатов теоретических и экспериментальных исследований. Даны оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем, анализ выполнения требований ТЗ и достижения поставленных целей ПНИЭР. Выполнена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов. Предложены рекомендации по использованию результатов, проведенных ПНИЭР в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках.Подготовлен проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка и создание сверхширокополосных аналоговых линий передачи СВЧ сигнала на основе радиофотонных компонентов».Изготовлены ЭО ППМРК; широкополосный СВЧ измерительный стенд с различными типами оптоволоконных линий для проведения экспериментальных исследований ЭО ППМРК. Проведен ряд теоретических и экспериментальных исследований в области разработки и конструирования приемно-передающих модулей на основе радиофотонных компонентов (ППМРК). Проведен всесторонний анализ целесообразности изготовления ЭО ППМРК под конкретные частотные диапазоны и возможности их практической реализации. Рассмотрены области возможного применения разрабатываемых модулей, характеристики ключевых элементов конструкции ЭО ППМРК, а также результаты моделирования характеристик модулей и канала связи на их основе, приведенного на прошлом этапе работы.По результатам проделанной работы было принято решение о создании двух ЭО ППМРК, рассчитанных на S- и С-диапазоны (ЭО ППМРК-1) и X-диапазон (ЭО ППМРК-2). Разработана конструкция двух ЭО ППМРК, рассчитанных на S-, C-, и X-диапазоны частот. Разработаны оригинальные конструкции драйверов для контроля рабочих точек радиофотонных компонентов, используемых в конструкции модулей. Приведены схемы согласования лазеров с прямой модуляции с СВЧ-линией для повышения эффективности работы модулей; разработана эскизная конструкторская документация для ЭО ППМРК. Измерены спектральные зависимости коэффициентов передачи и отражения разработанных модулей. Коэффициент отражения в пределах рабочей полосы составил не более 10 дБ, а коэффициент передачи не менее 20 дБ, что соответствует требованиям ТЗ. Разработана система беспроводной передачи данных на основе ЭО ППМРК. Система была спроектирована в соответствии с методикой формирования СВЧ- канала связи на основе ППМРК и оптоволоконных линий, разработанной на втором этапе работы. Система состоит из следующих функциональных узлов: блоки ЦАП/АЦП, отвечающие за формирование СВЧ-сигнала и реализующие протокол передачи данных; ЭО ППМРК, состоящий из двух идентичных модулей, обеспечивающих дуплексный режим работы системы; антенная решетка с диаграммообразующей системой, обеспечивающая сканирование основным лучом диаграммы направленности. Проведены экспериментальные исследования разработанной системы беспроводной передачи данных на основе ППМРК. Прототип системы реализует стандарт передачи данных IEEE 802.11 n на частотах ~ 5,3 ГГц. Использованы модуляционные схемы: BPSK, QPSK, 16QAM и 64QAM, при ширине канала 40 МГц. Экспериментальные исследования показали, что при заданных параметрах скорость передачи данных составляет от 12 до 78 МБит/с в зависимости от модуляционной схемы. Полученные результаты говорят об эффективности применения ППМРК в составе систем беспроводной передачи данных.