基于光纤传输的延时系统设计

延时系统或称为延迟线在雷达、导航和通信等领域的应用非常广泛。文中介绍了一种基于先
纤传输的延时系统的研制，克服了传统延迟系统在实现手段方面的瓶颈，满足了雷达、导航、
通信等电子设备中对电信号的长延迟需求。

在雷达、通信电子设备的设计中经常需要对电信号进行长延时，电延迟线由于材料尺寸限制
很难实现长延时，虽然，近年来声表面波延迟线由于结构简单、体积小的特点在雷达、通信
等电子系统中能够取代电缆延迟线，但是由于其频带太窄、温度影响大的缺点无法满足雷达、
通信设备中复杂调制信号的带宽需求，并且比较难实现稳定的长延时。光纤传输技术是自
20 世纪 80 年代发展并广泛应用的信号传输延时技术，目前应用已经非常成熟。因其具有信
号传输不受电磁环境干扰、频带宽、延时范围大、温度变化率小的特点，逐渐成为射频、中频
段延迟信号的更理想的选择。

1 光纤延时原理

光纤延时技术的基本原理是利用光信号经过一定长度的光纤传输后所产生的时间延迟。光信
号在石英介质中传输时速度相对低于真空中的传播速度，光在真空中传播时的折射率为
1，而在光纤中传播时的折射率约为 1.47（对于常用的 G.652 单模光纤，在 1.550 nm 波长下，
常取

n=1.467）。光信号在光纤中的传输延时公式如下：t=Lxn/v （1）

式中

t 为传输时间，L 为光纤长度，n 为介质折射率，v 为光在真空中传播的速度。

光纤延时技术利用了光传输的特性，具有较高抗干扰能力；带宽高，最高带宽可达到

10 

Gb/s；延时范围大；随温度变化率小，常用 G.522 光纤延时温度系数约为 0.05 ns（km.
℃），基本上不会对应用产生影响。

2 延时系统设计

一个完整的延时系统包括电信号的延时和功率控制功能，基于光纤传输的延时系统包括输
入衰减器、延时光路、输出衰减器和控制模块，系统框图如图

1 所示。

§

2.1 功率控制模块设计

延时系统的功率控制模
块由输入衰减器和输出
衰减器组成。由于延时光路中，进行电

-光转换的直调激光器的输入功率范围较小，最大不

超过

15 dBm，且在 0 dBm 功率时的性能达到最佳。而雷达、通信应用中射频电信号的功率一