W ramach projektu projektowany, implementowany i weryfikowany eksperymentalnie jest sprzętowo-programowalny analizator widma optycznego, oparty na nieopisanej dotychczas w literaturze metodzie odbioru odbitego sygnału jednocześnie przestrajanego i modulowanego sygnałem chirpowym (FMCW). W szczególności opracowywany jest model matematyczny metody łączącej trzy unikatowe składowe: wykorzystanie sygnałów świergotowych (chirp signals), platformę RFSoC (Radio Frequency System on Chip) oraz przestrajany laser HCG-VCSEL. Problem badawczy polega na znalezieniu takiej sprzętowo-programowej implementacji, która umożliwia akwizycję i przetwarzanie danych przy użyciu metod analizy odbitych sygnałów chirpowych. Proponowane są również metody pozwalające na zwiększenie pojemności sieci czujnikowych opartych na światłowodowych siatkach Bragga (FBG), w tym dedykowana technika dechirpingu z rozszerzoną referencją eliminująca martwą strefę w przestrzeni (λ_B, L). W literaturze nie przedstawiono dotychczas zintegrowanego systemu łączącego HCG-VCSEL z modulacją burst-FMCW w paśmie GHz oraz implementacją end-to-end na pojedynczej platformie RFSoC. W ramach projektu projektowany jest również dedykowany układ wzmacniacza fotodetektora dostosowany do warunków pracy w przedstawianym torze pomiarowym, charakteryzujący się dużym wzmocnieniem przy jednoczesnym ograniczeniu szumów własnych. Proponowaną metodą odbioru danych jest szereg filtrów wąskopasmowych implementowanych na FPGA, na wyjściu którego generowany jest wykres mocy w funkcji długości fali. Cyfrowe przetwarzanie sygnału jest implementowane na platformie Xilinx RFSoC z wbudowanymi przetwornikami DAC/ADC pracującymi z częstotliwością 4,096 GSa/s. Architektura sprzętowa obejmuje generator chirpu DDS, sterownik FSM dla trybu burst, pakietyzację i transfer DMA do pamięci DDR oraz dedykowany moduł STFT realizujący analizę widmową w czasie rzeczywistym. Walidacja eksperymentalna obejmuje pomiary rozdzielczości przestrzennej oraz rekonstrukcji długości fali Bragga. Projekt ma na celu zwiększenie wiedzy z zakresu zaawansowanego przetwarzania sygnałów światłowodowych oraz rozwiązanie problemów optymalizacyjnych związanych z projektowaniem systemów odczytowych siatek FBG. Dzięki realizacji projektu możliwy jest rozwój technik kodowych stosowanych w sensoryce światłowodowej, w szczególności w monitorowaniu struktur inżynierskich i sieciach czujnikowych dużej pojemności.
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
