可調(diào)諧微波光子濾波器的研究.pdf

1、微波光子濾波器(microwave photonic filter，MPF)在帶寬和靈活性方面具有傳統(tǒng)濾波器難以比擬的優(yōu)勢，因此在無線通信網(wǎng)絡(luò)、傳感檢測、雷達(dá)等多個方面有巨大的應(yīng)用潛力。MPF的功能與傳統(tǒng)微波濾波器類似，所不同的是它先將電信號轉(zhuǎn)到光域上，然后使用光學(xué)手段對信號進(jìn)行濾波，最后再通過光電轉(zhuǎn)化輸出實現(xiàn)了濾波功能的電信號。這么做充分利用了光纖對不同頻率射頻信號響應(yīng)平坦的優(yōu)良性能，有利于實現(xiàn)濾波器通帶頻率大范圍可調(diào)和通帶譜形的重構(gòu)

2、。因此深入開展新型MPF的相關(guān)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究具有重要意義。
　　本論文主要對新型MPF技術(shù)進(jìn)行了研究。首先介紹了MPF的背景知識和工作原理。以此為基礎(chǔ)，提出了三種頻率可調(diào)諧、頻譜可重構(gòu)的MPF，并對其進(jìn)行了理論推導(dǎo)和實驗證明。最后，在深入研究頻率可調(diào)諧MPF的基礎(chǔ)上，我們將其應(yīng)用于光電振蕩器（optoelectronic oscillator，OEO）中，提出了一種基于復(fù)合MPF的寬帶可調(diào)諧OEO。論文的工作和創(chuàng)新具體如下:<

3、br>　　1.提出了一種基于級聯(lián)光纖馬赫曾德爾干涉儀(MZI)結(jié)構(gòu)的正系數(shù)MPF方案。通過調(diào)節(jié)可調(diào)光纖延遲(VDL)和可變光耦合器，可以實現(xiàn)對濾波器通帶中心頻率、3-dB帶寬和旁瓣抑制等關(guān)鍵指標(biāo)的控制，使得該MPF應(yīng)用上具有較高的靈活性。
　　2.為解決正系數(shù)MPF在頻率調(diào)諧時會引起濾波器通帶性能劣化的缺陷，提出了一種基于雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器(DPMZM)的復(fù)系數(shù)可調(diào)諧MPF。其基本原理是將抑制載波單邊帶(CS-SSB)信號和相

4、位可控光載波相干相加，構(gòu)造出微波光子移相器，然后把移相器整合到傳統(tǒng)的“多路光載波加色散”方案中實現(xiàn)復(fù)系數(shù)的頻率調(diào)諧。該方案具有能寬帶工作、頻譜大范圍調(diào)諧的優(yōu)良性能。
　　3.為解決傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)MPF頻譜的周期性問題，提出了一種基于高通（high-pass）濾波器頻譜相減技術(shù)引起的單通帶(single pass)復(fù)合MPF。其基本原理是利用相位調(diào)制信號的特殊性質(zhì)，將由不同波長激光器、相位調(diào)制器PM和可調(diào)光濾波器(TOF)形成的兩個高通濾