Диэлектрический беспроводной приемник - Dielectric wireless receiver

Диэлектрический беспроводной приемник это тип входная часть радиочастотного приемника отличающиеся полным отсутствием электронных схем и металлических межсоединений. Он обеспечивает невосприимчивость к повреждениям от интенсивного электромагнитного излучения, производимого EMP и HPM источники. Этот приемник известен как ADNERF (акроним, используемый для обозначения Аll-Dэлектрический Nна-Eлектронный радио Front-End). ADNERF - это разновидность Eлектро-Mагнетический пulse Tolerant Mямикроволновка Receiver (EMPiRe).

Фон

Продолжающаяся тенденция к уменьшению размера элементов и напряжения в интегральные схемы делает современную электронику очень уязвимой к повреждениям, вызванным СВЧ высокой мощности (HPM ) и другие направленные источники энергии на основе СВЧ. Они вызывают переходные скачки высокого напряжения в тысячи вольт, которые могут пробить изолятор затвора транзистора и разрушить металлические межсоединения схемы. Чтобы защитить электронные системы от таких угроз, необходимо устранить «уязвимые места» (металл и транзистор) в интерфейсе обычного приемника.

Операция

рисунок 1 Концепция полностью диэлектрической ВЧ-технологии с фотонной поддержкой. An электрооптический Диэлектрическая антенна с питанием (EO) улавливает радиосигнал в свободном пространстве. Встроенная оптическая линия связи обеспечивает полную электрическую изоляцию между воздушным интерфейсом и электронной схемой, которая расположена только после фотодетектора (PD).
Рис. 2 Детали конструкции передней части ресивера. а, Трехмерный чертеж ДРА. б, Численное моделирование распределения электрического поля режим внутри ДРА в меридиональной плоскости.

Основная концепция этой полностью диэлектрической ВЧ-технологии с фотонной поддержкой показана на рис. 1. Антенна диэлектрического резонатора (DRA) во внешнем интерфейсе функционирует как концентратор входящего электромагнитного поля. Когда электромагнитное (ЭМ) поле возбуждает резонанс DRA, структура модового поля создается внутри конструкции. Резонатор ЭО расположен в месте максимальной величины поля (рис. 2). Резонатор EO преобразует принятый электромагнитный сигнал в оптический сигнал с модуляцией интенсивности, который затем уносится от входного каскада антенны по оптическому волокну. В удаленном месте сигнал преобразуется обратно в РЧ-сигнал, который затем усиливается и обрабатывается с использованием традиционных методов. Такая конструкция внешнего интерфейса значительно увеличивает порог повреждения, связанный с мощными микроволновыми сигналами. Отсутствие металлических межсоединений устраняет единственный источник отказа. Кроме того, изоляция заряда, обеспечиваемая оптической связью, защищает электронные схемы. Хорошая чувствительность может быть достигнута за счет усиления сигнала, обеспечиваемого микроволновым резонансом в DRA и оптическим резонансом в резонаторе EO. Модулирующее Е-поле (EРФ), приложенная к резонатору, не должна быть равномерной по диску, иначе модуляция не произойдет. Чтобы этого не произошло, резонатор ЭО размещен вне центра симметричной оси DRA, как показано на рис. 2. Расположение резонатора EO выбрано так, чтобы оно совпадало с пиковым электромагнитным полем внутри DRA, которое идентифицируется с помощью 3 -D ЭМ моделирование.

Рекомендации

  1. Абрамс, М. Рассвет электронной бомбы. IEEE Spectrum 40, 24-30 (2003).[1]
  2. Р. К. Дж. Хсу, А. Аязи, Б. Хушманд и Б. Джалали, "Полностью диэлектрическая фотонная радиофоническая технология,” Природа Фотоника 1, 535–538 (2007).[2]
  3. А. Аязи, К. Дж. Сю, Б. Хушманд, В. Х. Штайер и Б. Джалали, «Полностью диэлектрический беспроводной приемник с поддержкой фотоники,«Оптический экспресс» (2008 г.).[3]
  4. Программа DARPA EMPiRe. [4]