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、傳感檢測、雷達等多個方面有巨大的應用潛力。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，然后使用光學手段對信號進行濾波，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

2、。因此深入開展新型MPF的相關理論與關鍵技術研究具有重要意義。
　　本論文主要對新型MPF技術進行了研究。首先介紹了MPF的背景知識和工作原理。以此為基礎，提出了三種頻率可調(diào)諧、頻譜可重構的MPF，并對其進行了理論推導和實驗證明。最后，在深入研究頻率可調(diào)諧MPF的基礎上，我們將其應用于光電振蕩器（optoelectronic oscillator，OEO）中，提出了一種基于復合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鍵指標的控制，使得該MPF應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引起的單通帶(single pass)復合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