mireabulletinRussian Technological JournalRussian Technological Journal2782-32102500-316XRTU MIREA10.32362/2500-316X-2016-4-5-3-16mireabulletin-34Research ArticleМИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКА. ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯMICRO- AND NANOELECTRONICS. CONDENSED MATTER PHYSICSМОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ МОДУЛЯТОРОВ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ НА БАЗЕ ИНТЕРФЕРОМЕТРА МАХА-ЦАНДЕРА ПРИ ПОМОЩИ ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА РАСЧЕТА СВЧ-ЦЕПЕЙ NI AWR DESIGN ENVIRONMENTMODELING OPTICAL INTENSITY MODULATORS BASED ON MACH-ZEHNDER INTERFEROMETER BY SOFTWARE TOOL OF MICROWAVE CIRCUITS CALCULATION NI AWR DESIGN ENVIRONMENTБелкинМ. Е.BelkinМ. Е.belkin@mirea.ruГоловинВ. В.GolovinV. V.noemail@neicon.ruТыщукЮ. Н.TyschukYu. N.noemail@neicon.ruКуджС. А.KudzhS. A.noemail@neicon.ruСиговА. С.SigovA. S.noemail@neicon.ruМосковский технологический университет (МИРЭА)РоссияMoscow Technological University (MIREA)Russian FederationСевастопольский государственный университетРоссияSevastopol State UniversityRussian Federation20162810201645316Copyright © Белкин М.Е., Головин В.В., Тыщук Ю.Н., Кудж С.А., Сигов А.С., 20162016Белкин М.Е., Головин В.В., Тыщук Ю.Н., Кудж С.А., Сигов А.С.Belkin М.Е., Golovin V.V., Tyschuk Y.N., Kudzh S.A., Sigov A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rtj-mirea.ru/jour/article/view/34

Представлены результаты разработки в САПР NI AWR Design Environment и экспериментальной верификации нелинейной физической эквивалентной модели электрооптического модулятора Маха-Цандера, работающей одновременно на оптических частотах и в СВЧ-диапазоне. Впервые предложена имитационная модель однополосного электрооптического модулятора Маха-Цандера и приведены предварительные результаты ее компьютерного исследования.

At the design stage of radio-electronic means using microwave photonics units, the cosimulation capability in a single CAD tool for the elements of microwave and optical ranges is a vital issue, and it is important to retain the ability to complex nonlinear analysis of the circuits and systems under design. One of the most suitable solution of this complex problem is in using working on symbolic level CAD tool NI AWR Design Environment (AWRDE) from National Instruments, which has extensive built-in library of multi-parametric models for electronic and topological components, functional modules, or system units. Following it, in the paper we offer an upgraded nonlinear physical equivalent-circuit model of the double-sideband optical modulator, fully implemented based on AWRDE Schematic library elements. Developing the model, we proposed for the first time and initially studied by AWRDE a nonlinear physical model of the single-sideband electro-optical modulator, comprising three Mach-Zehnder interferometers. During the simulations, the static and dynamic characteristics of the models in large-signal operation mode are analyzed by transmitting Ku-band microwave signals. Carrying out experimental verification has confirmed the correctness of the developed models.

радиофотоникаэлектрооптический модуляторпередаточная характеристикаСАПР NI AWR Design Environmentэквивалентная электрическая модельmicrowave photonicselectro-optical modulatortransfer characteristicCAD NI AWR Design Environmentequivalent-circuit modelReferencesУрик В.Д., МакКинни Д.Д., Вилльямс К.Д. Основы микроволновой фотоники / Пер. с англ. под ред. С.Ф. Боева, А.С. Сигова. М.: Техносфера, 2016. 376 с.Урик В.Д., МакКинни Д.Д., Вилльямс К.Д. Основы микроволновой фотоники / Пер. с англ. под ред. С.Ф. Боева, А.С. Сигова. М.: Техносфера, 2016. 376 с.Белкин М.Е., Кудж С.А., Сигов А.С. Новые принципы построения радиоэлектронной аппаратуры СВЧ-диапазона с использованием радиофотонной технологии // Российский технологический журнал. 2016. Т. 4. № 1 (10). С. 4-20.Белкин М.Е., Кудж С.А., Сигов А.С. Новые принципы построения радиоэлектронной аппаратуры СВЧ-диапазона с использованием радиофотонной технологии // Российский технологический журнал. 2016. Т. 4. № 1 (10). С. 4-20.Fundamentals of Nonlinear Behavioral Modeling for RF and Microwave Design / Ed. by J. Wood and D.E. Root. Artech House, Inc., 2005. 221 pp.Fundamentals of Nonlinear Behavioral Modeling for RF and Microwave Design / Ed. by J. Wood and D.E. Root. Artech House, Inc., 2005. 221 pp.Belkin М.Е., Iakovlev V. Microwave-band circuit-level semiconductor laser modeling. 9th european modelling symposium on mathematical modelling and computer simulation // EMS2015. Madrid, Spain, 6-8 October 2015. P. 443-445.Belkin М.Е., Iakovlev V. Microwave-band circuit-level semiconductor laser modeling. 9th european modelling symposium on mathematical modelling and computer simulation // EMS2015. Madrid, Spain, 6-8 October 2015. P. 443-445.Belkin М. Е., Sigov A.S. Circuit-level large-signal modeling of microwave bandwidth photodetector // Int. Conf. on Electromagnetics in Advanced Applications, ICEAA 2015. Torino, Italy, 7-11 September, 2015. P. 1587-1589.Belkin М. Е., Sigov A.S. Circuit-level large-signal modeling of microwave bandwidth photodetector // Int. Conf. on Electromagnetics in Advanced Applications, ICEAA 2015. Torino, Italy, 7-11 September, 2015. P. 1587-1589.Белкин М.Е. Устройства линейного тракта телекоммуникационных ВОСП: учебное пособие. М.: МИРЭА, 2012. 64 с.Белкин М.Е. Устройства линейного тракта телекоммуникационных ВОСП: учебное пособие. М.: МИРЭА, 2012. 64 с.Зайдель А.Н., Островская Г.В., Островский Ю.И. Техника и практика спектроскопии. М.: Наука, 1976. 392 с.Зайдель А.Н., Островская Г.В., Островский Ю.И. Техника и практика спектроскопии. М.: Наука, 1976. 392 с.RF Photonic Technology in Optical Fiber Links / Ed. W.S.C. Chang. Cambridge University Press, 2002. 423 p.RF Photonic Technology in Optical Fiber Links / Ed. W.S.C. Chang. Cambridge University Press, 2002. 423 p.Pirola M., Cappelluti F., Giarola G., Ghione G. Multisectional modeling of high-speed electrooptic modulators integrated in a microwave circuit CAD environment // J. Lightwave Technol. 2003. V. 21. № 12. P. 2989-2996.Pirola M., Cappelluti F., Giarola G., Ghione G. Multisectional modeling of high-speed electrooptic modulators integrated in a microwave circuit CAD environment // J. Lightwave Technol. 2003. V. 21. № 12. P. 2989-2996.Тыщук Ю.Н., Головин В.В. Применение модели электрооптического модулятора Маха-Цандера в оптической диаграммообразующей схеме антенной решетки // Матер. 25-й Междунар. Крымской конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2015). Севастополь, 6-12 сентября 2015. Т. 1. С. 1031-1032.Тыщук Ю.Н., Головин В.В. Применение модели электрооптического модулятора Маха-Цандера в оптической диаграммообразующей схеме антенной решетки // Матер. 25-й Междунар. Крымской конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2015). Севастополь, 6-12 сентября 2015. Т. 1. С. 1031-1032.Попов В.П. Основы теории цепей. М.: Высшая школа,1985. 496 с.Попов В.П. Основы теории цепей. М.: Высшая школа,1985. 496 с.Belkin M.E., Sigov A.S., Tyschuk Y., Golovin V. Comparison of RF photonics-based beam formers for super-wide bandwidth phased array antennas // IEEE RADIO Conference (RADIO2016). Reunion Island, 10-13 October 2016. P. 1-2.Belkin M.E., Sigov A.S., Tyschuk Y., Golovin V. Comparison of RF photonics-based beam formers for super-wide bandwidth phased array antennas // IEEE RADIO Conference (RADIO2016). Reunion Island, 10-13 October 2016. P. 1-2.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.