Contribution à l'étude de liasons optiques analogiques pour la distribution de signaux de référence en gammes RF et micro-ondes

par Gianandrea Quadri

Thèse de doctorat en Micro-électronique

Sous la direction de Olivier Llopis.

Soutenue en 2004

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    La fibre optique constitue une alternative sérieuse au câblage coaxial classique pour de nombreuses applications analogiques. En effet, outre son diamètre et sa masse beaucoup plus faible, elle ne perturbe pas les dispositifs électriques et elle assure une excellente isolation du signal véhiculé. Dans le cadre de notre étude, l'application principalement visée est la distribution de signaux de référence de fréquence dans les différents sous systèmes d'un satellite de télécommunications. Autres applications possibles sont l'alimentation et le control d'une antenne sol et l'accès aux divers éléments d'une antenne active. Toutefois, la liaison optique doit respecter certaines contraintes vis à vis de la qualité du signal véhiculé, en particulier en termes de bruit. A ce niveau l'approche "photo-oscillateur", c'est à dire un oscillateur synchronisé par l'onde optique modulée, peut être d'une aide précieuse. En effet, un photo-oscillateur de réception assure un filtrage naturel du bruit de phase loin de la porteuse, tout en imposant une puissance de sortie constante. Plusieurs solutions peuvent être envisagées pour la réalisation de ces dispositifs. La plus simple consiste à détecter le signal optique modulé à l'aide d'une photodiode rapide, puis à utiliser ce signal électrique pour le verrouillage par injection d'un oscillateur (photo-oscillateur à réception indirecte). Une autre solution consiste à réaliser l'oscillateur lui même à l'aide d'un transistor sensible à l'onde optique (photo-transistor), et donc à contrôler optiquement l'élément actif de l'oscillateur (photo-oscillateur à réception directe). L'étude présentée ici concerne la réalisation et la caractérisation de liaisons optiques utilisant des photo-oscillateurs à 10 MHz, 874. 2 MHz, et 3. 5 GHz. L'intérêt de l'approche photo-oscillateur par rapport aux liaisons optiques traditionnelles (utilisant une simple photo-diode) est clairement mise en évidence par des mesures de bruit de phase des liaisons optiques.

  • Titre traduit

    Contribution to the study of optical analog links for reference RF and microwave signal distribution


  • Résumé

    Fiber optics constitutes an attractive alternative to conventional wiring for numerous analog applications. Indeed, in addition to its small size and low mass, the fiber does not interfere with electronic devices and provides an excellent isolation of the transmitted signal. One of the targeted application of our work is the reference frequency signal distribution to various subsystems of a telecommunications satellite. Another applications could be remote antenna synchronization and control and the access to the various elements of an active antenna. However, to meet our system requirements, the fiber optics link should not degrade the signal quality, and particularly its phase noise. To this purpose, the optically synchronized oscillator is an efficient approach which naturally filters the signal far from the carrier, thus removing the additional noise due to the optical link. Moreover, an optically controlled oscillator delivers a constant output power, which is an interesting feature for a reference frequency delivering network. Different types of optically synchronized oscillators may be investigated. The simplest one uses a conventional photodiode to detect the amplitude modulated optical signal, and the resulting microwave signal is used in a classical injection lock of a microwave oscillator. In this first case, we speak about an indirect optically synchronized oscillator. Another possibility is to realize the oscillator with a transistor sensitive to the optical power (photo-transistor) and thus to control directly the oscillator amplifying element. In this second case we speak about a direct optically synchronized oscillator. . .

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Informations

  • Détails : 177 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 175-177

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2004TOU30168
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