Analyse de spectre Optique

[chahreddine]

Bonjour tout le monde,
Dans le cadre de ma soutenance, je me demande si il y a une personne dans le groupe qui saura analyser des spectres optiques. Serte je devrai me rediriger vers mon encadreur mais j'en ai pas (situation compliquer pour l'expliquer ici). je vais essayer d’expliquer mon projet brièvement. et ajouter les figures pour les quelles je devrai les analysées.

Mon étude : Conversion de signaux hyperfréquence dans la couche optique à l'aide de dispositif photonique.

Convertisseur choisi : un SOA : amplificateur optique à semi conducteur.

But : dans le cadre d'une communication par satellite, on utilise deux fréquences. Une fréquence RF=14GHz pour la voie montante et une fréquence intermédiaire FI=11.7GHz pour la voie descendante.

Démarche: comme le montre la figure 1 : j'ai fais une simulation sur VPI transmission Maker. Je fais modulé un signal RF par un oscillateur local (modulation directe). je fais multiplexer les deux signaux puis les injecté dans l'amplificateur qui est en même temps utiliser dans l'étude comme mélangeur (multiplicateur). ce SOA va faire convertir ou transposer le signal RF de fréquence haute à une fréquence intermédiaire FI. La conversion se fait par la modulation du gain croisé du SOA. Finalement en envois dans la fibre optique. à la sortie la photo diode fait la conversion du signal optique/électrique.

Paramétrage de la liaison :

- Le signal RF étant à une fréquence de 14 GHz et le signal FI désiré à 11,7 GHz, il nous faut donc un OL de 2,3 GHz.
- La longueur d’onde associée au signal RF est de 1545 nm et la longueur d’onde associée au signal OL est de 1530 nm.
- Les courants de seuil des lasers sont de 10 mA, le « bias » des laser est de 60 mA. les courant d’entrée (correspondant au signal RF modulé doivent avoir une amplitude de 50mA crête maximum). la caractéristique courant/tension des laser est de 0,3 W/A.

le signal utile à transmettre est un sinus.
fe,RF=14GHz
fe,OL=2.3GHz
fe,IF = fe,RF – fe,OL=11.7GHz

Figures:
ensuite il faut faire varier les paramètres du SOA pour voir comment bougent les raies. Et faire varier les différents paramètres comme le courent de seuil, de polarisation, du bias du SOA.

Si une personne comprend ce que je dis, c'est quelle saura surement m'aider. je vais faire copier les figures à vouloir analyser avec ma propose modeste analyse que vous essayerez de la complémenter.

DATE DE SOUTENANCE: 1 SEPTEMBRE / QUI ACCEPTERA DE M'AIDER !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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[chahreddine]

vOICI le montage de la liaison et les premières figures.

Sources Analogiques figure 21

Le Signal RF: figure à 2 spectre
Le signal radiofréquence deux liaisons montante et descendante est choisi de telle façon à assurer une communication entre satellite et station terrestre dans la bande Ku [12-18]GHz. Le signal RF de la voie montante aura une fréquence de 14 GHz,t une amplitude de 50mA crête maximum

L'oscillateur Local:
La fréquence de l’oscillateur est choisi suivant le signal de fréquence intermédiaire désiré. Pour notre étude et toujours la bande Ku, la fréquence du signal FI sera de 11.7GHz. De la, la fréquence du signal de l’oscillateur local sera de 2.3GHz, avec une amplitude de 50mA crête.

Sources Laser: image à 4 figures
La longueur d’onde associée au signal RF est de 1545 nm, et la longueur d’onde associée au signal OL est de 1530 nm. Les courants de seuil des lasers sont de 10 mA, le « bias » des laser est de 60 mA. les courant d’entrée (correspondant au signal RF modulé doivent avoir une amplitude de 50mA crête maximum). la caractéristique courant/tension des laser est de 0,3 W/A.

Signaux multiplexés : image à 2 figures

Le multiplexage en longueur d’onde WDM va être utilisé pour faire voyager simultanément deux longueurs d’onde dans la fibre optique. Deux fenêtres du multiplexeur vont être paramétrées aux fréquences. 194.04 THz qui corresponde à longueure 1545 nm d’onde du signal RF. Et 195.94 THz qui corresponde à longueure d’onde 1530 du signal OL.

Signaux transposés:
pas encore annalyser, mais le mélange fait générer la fréquence FI souhaité (FI=RF-OL) plus d'autre fréquence (RF OL FI, RF+OL, RF-OL, ....ext).

[PIXEL]

une FI à 11 mégas !!!

c'est contraire à tout ce qui se fait couramment....

la tête de réception reçoit la bande KU ( entre 10 et 12 gigas en télévision)

convertis en bande intermédiaire satellite (BIS) vers deux gigas

et le terminal utilise une FI (fréquence intermédiaire ) de 400 mégas.

bref j'ai du mal à piger ton exposé

[chahreddine]

Bonsoir, c'est du 11.7GHz, je ne sais ou vous avez lus 11MHz. c'est pas se qui se fait actuellement, peut être, je ne suis un expert. mais le professeur qui a publié le sujet oui (c'est seulement une prés étude pour simuler le mélange et de faire intégré la technologie dans les charges utiles des satellites de communication ).

pour résumer, une voie montante de 14GHz et une voie descendantes à 11.7 GHz. peut importe les fréquence je ne vais pas réaliser un satellite et des systèmes d'émission et des réception au labo. J'ai juste besoin d'une analyse des plots. ceux que j'ai partagés, plus quelque une d'autre. trouvai-je votre aide ?.
Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Bonjour,

But : dans le cadre d'une communication par satellite, on utilise deux fréquences. Une fréquence RF=14GHz pour la voie montante et une fréquence intermédiaire FI=11.7GHz pour la voie descendante.

Voici de quoi parle PIXEL.

Le terme fréquence intermédiaire a une signification précise en télécoms (cf. architecture des récepteurs superhétérodynes), et apparemment, vous l'utilisez avec un autre sens. D'où la confusion.

Je fais modulé un signal RF par un oscillateur local (modulation directe).

Ceci correspond à quel type de modulation ? Fréquence ? Vous ne donnez aucun détails, c'est difficile de les deviner...

[invite07941352]

Bonjour,
Pas de mention "URGENT " dans les titres ( ou ailleurs ) , je corrige .

[chahreddine]

Bonjour, je ne comprend votre question, la modulation est Déja précisée . oublier la modulation directe, oublier les petits détails qui ne sert pas à grand chose. l'étude est dans le mélangeur, est dans l'amplificateur à semi conducteur qui fait la fonction de mélange, donc : ; la modulation croisé du gain XGM du SOA. On cherche à simuler une architecture Radio sur Fibre RoF, ça vous dis quelques choses!!.

fréquence de quoi ?, il y a trois fréquence RF OL et FI. Et ils sont dans les graphes. je ne pense que vous voulez bien aider, vous lisez superficiellement, figures même pas regardées.

[chahreddine]

Voila pour ce qui est la fréquence FI et ce que ej cherche à faire avec.

Mélangeurs de signaux hyperfréquences

Le mélange de signaux hyperfréquences est un phénomène qui consiste à faire transposer en fréquence un signal sans modifier l’information dont il est porteur. Cette technique est utilisée differents systèmes de télécommunication moderne. Comme le but de notre projet est de faire intégrer une architecture à base de SOA dans les systèmes de communications par satellite, l’utilisation de fréquence RF pour l‘émission en espace libre, et de fréquence FI pour la réception, ne peut être réalisé sans introduire le principe de mélange de signaux hyperfréquences. Rappelons qu’il y a deux modes de fonctionnement pour un mélangeur. Un mélangeur peut augmenter la fréquence du signal porteur de l’information (up-converter), comme il peut diminuer la fréquence de ce même signal (down-converter) [14].

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figure 11 : Illustration des fonctions Up- et Down- Converter

Description d’un mélangeur idéal

Si on cherche à definir un mélangeur idéal avec la manière la plus courte possible, on dira que c’est un multiplicateur analogique. Du fait qu’il va multiplié (mélanger) les deux signaux à son entrée en un seul signal en sortie portant les deux informations de départ.

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Figure 12: Schéma de principe d’un mélangeur Idéal

Soit VE(t), le signal d’entrée constitué d'une porteuse à la pulsation E dont l'amplitude est modulée par le signal utile A(t)
Soit VP(t), le signal de référence (dit de pompe) à P issu d’un oscillateur local.

Le signal de sortie s’écrit: VS(t) =VE(t).VP(t) (1)

= A(t) cos(E.t) cos(P.t) (2)

d'où : VS(t)=a A(t)2[cos(E-P)t + cos(E+P)t] (3)

Pour :
E=RF=2feRF et E=OL=2feOL

L’équation (3) devient :

VS(t)=a A(t)2[cos2(feRF-feOL)t + cos2(feRF+feOL)t] (4)

Après multiplication de VE(t) et VP(t), deux nouvelles fréquences sont générées comme étant la somme et la différence des 2 premières (feRF-feOL)et (feRF+-feOL). Chacun des signaux de sortie est porteur de l’information du signal d’entrée A(t). On peut sélectionner par filtrage soit la fréquence haute, soit la fréquence basse selon le type de transposition de fréquence que l’on souhaite effectuer (figure 13).
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Figure 13: Sélection des fréquence RF et FI par filtrage

La figure suivante, illustre les spectres de fréquence à l’entré d’un mélangeur idéal et à sa sortie après la fonction de mélange. L'oscillateur local à la fréquence feOL, à l’amplitude AOLsuffisament grande pour saturer le mélangeur. Va être injecté à l'entrée du mélangeur avec le signal utile de fréquence feRFet d’amplitude ARF. Le signal utile portant l’information à l’entrée, sera transposé à la sortie aux fréquences : (feRF-feOL)et (feRF+-feOL).


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Figure 14 : Spectre des signaux à l’entrée et à la sortie d’un multiplieur idéal

[chahreddine]

Modulation croisée du gain (XGM)

La modulation croisé du gain va permettre la conversion des signaux hyperfréquences et de les faire transporter dans une fibre optique . en effet, la XGM est obtenue en présence de deux signaux de longueurs d’ondes différentes (Signal pompe porteur de l’information, et le Signal sonde sur lequel l’information sera imprimée) injectés simultanément dans un amplificateur optique à semi-conducteurs.

Ainsi, le fait d’injecter un signal modulé (dit : pompe, porteur de l’information, de longueur d’onde λp, modulé en amplitude par un signal électrique à la fréquence de fe,p) et un signal continu (dit : sonde à une longueur d’onde λs), la variation des paramètres induite par le signal pompe sera importée sur le signal sonde. Alors, ce dernier ne sera plus continue, mais il va varier portant l’information du signal pompe à une polarité inversée, en gardant sa propre fréquence. Par cette technique le signal utile sera transposé d’une porteuse à une autre.[13]. Le principe de conversion de longueur d’onde par modulation croisée du gain de l’amplificateur à semi conducteur est représenté sur la figure 10.


Figure 10 : Schéma de principe de la conversion de longueur d’onde par XGM.



Le gain du SOA fonctionne en régime de saturation, la raison pour la quelle la puissance du signal pompe doit être choisit de tel manière à pouvoir saturer SOA et causer la modulation de son gain optique. A noter, que la puissance de la sonde devra être faible, afin de ne pas saturer le SOA et de laisser la plus grand marge au signal pompe. Dans cette étude, la modulation du gain croisé du SOA sera plus détaillé dans le but réaliser un mélangeur tout-optique de signaux HyperFréquence.