Los investigadores han desarrollado un nuevo correlador fotónico analógico que se puede utilizar para localizar un objeto que transmite una señal de radio. Debido a que el nuevo correlador es más rápido que otros métodos y funciona con una amplia gama de señales de radiofrecuencia, podría ser útil para ubicar teléfonos celulares, bloqueadores de señal o una variedad de etiquetas de seguimiento.

"La arquitectura fotónica que desarrollamos no utiliza partes móviles y permite el procesamiento de señales en tiempo real", dijo Hugues Guillet de Chatellus de la Université Grenoble Alpes-CNRS en Francia. "El procesamiento en tiempo real ayuda a garantizar que no haya tiempo de inactividad, lo cual es fundamental para las aplicaciones de defensa, por ejemplo".

En Óptica , Guillet de Chatellus y sus colegas describen el nuevo correlador fotónico y demuestran su capacidad para identificar la ubicación de un transmisor de radiofrecuencia. El dispositivo es considerablemente más simple que los correladores analógicos o digitales actuales y utiliza componentes de telecomunicaciones estándar.

"Muchas de las señales de radio actuales tienen grandes anchos de banda porque transportan una gran cantidad de información", dijo Guillet de Chatellus. "Nuestro enfoque fotónico ofrece un método simple para correlacionar señales con anchos de banda de hasta unos pocos GHz, un ancho de banda mayor que el disponible con enfoques comerciales basados ​​en técnicas puramente digitales".

Uso de la luz para calcular la correlación

El nuevo correlador fotónico se puede utilizar para calcular lo que se conoce como función de correlación cruzada para dos señales emitidas desde una fuente y detectadas por dos antenas. Esto mide la similitud de las señales en función del desplazamiento de una señal con respecto a la otra y proporciona información sobre su retraso relativo, que se puede utilizar para calcular la ubicación de la fuente de la señal.

"La arquitectura fotónica que desarrollamos permite el cálculo en tiempo real de la función de correlación cruzada de dos señales de entrada para unos 200 valores de retraso relativo simultáneamente", dijo Guillet de Chatellus. "Esto es mucho más alto de lo que cualquier técnica fotónica ha podido lograr hasta ahora".

El correlador funciona como un procesador fotónico utilizando componentes de fibra óptica para convertir dos señales de radiofrecuencia en señales ópticas. Una vez que se calcula la función de correlación cruzada, una cadena de detección y procesamiento permite convertirla a un formato digital.

El componente más crítico del nuevo sistema es un bucle de desplazamiento de frecuencia, que puede generar y manipular una gran cantidad de réplicas desplazadas en el tiempo para una señal de entrada. Este componente fotónico simple ha permitido muchas innovaciones recientes en la fotónica de microondas.

"Hemos estado desarrollando bucles de cambio de frecuencia durante algún tiempo, y una comprensión profunda de su arquitectura nos llevó a aplicarlos a esta nueva aplicación", dijo Guillet de Chatellus. "Este trabajo demuestra que la fotónica puede ofrecer alternativas eficientes a las soluciones que se basan en la electrónica digital".

Ubicación de precisión

Después de probar su nuevo dispositivo usando señales simples de alta potencia, los investigadores lo probaron con señales más complejas y luego pasaron a señales que se propagan a través del espacio libre y son recibidas por un par de antenas. Los investigadores pudieron demostrar la localización de un transmisor de radiofrecuencia con una precisión cercana a los 10 picosegundos para un tiempo de integración de 100 milisegundos. Esto significa que el sistema podría localizar un emisor con una precisión de unos 3 milímetros.

El nuevo correlador fotónico analógico también se puede usar en astronomía para correlacionar señales provenientes de varios telescopios para crear imágenes de alta resolución. En los próximos meses, los investigadores planean trabajar en un experimento de demostración en el que las señales emitidas por el sol a alrededor de 10 GHz serán recolectadas por dos antenas remotas y correlacionadas utilizando el nuevo dispositivo fotónico para crear una imagen del sol en la radio. -longitud de onda.

Si estos experimentos tienen éxito, este dispositivo podría iniciar aplicaciones infrarrojas en instalaciones astronómicas, como el interferómetro del Very Large Telescope en Chile, utilizando interferometría heterodina. La interferometría heterodina se ha utilizado para la radiointerferometría, pero anteriormente se limitaba a anchos de banda de correlación estrechos.

Los investigadores también están realizando experimentos para averiguar si el nuevo correlador fotónico se puede utilizar para correlacionar tres señales, lo que permitiría la localización 3D de transmisores mediante triangulación. También planean trabajar más para miniaturizar e integrar completamente el correlador. + Explora más

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