基于色散器件级联的微波光子滤波器研究

摘要

与传统的电子处理信号的方法相比较，微波光子滤波器除了具有低损耗、高带宽和不受电磁干扰等优点外，还具有可调谐和可重构的功能。随着微波光子滤波器应用领域的拓展，人们对滤波器性能的要求越来越高，其中高品质因数(Q)、可重构性、可调谐性和平坦特性是研究的热点。
　　本文主要从滤波器的两个方面进行研究，分别为高Q值和平坦特性。主要内容如下:
　　(1)介绍了微波光子系统及其应用前景，分析了微波光子滤波器的国内外研究现状及其应用，并分析了多波长光纤激光器的研究现状。
　　(2)阐述了微波光子滤波器的基本原理，介绍了微波光子滤波器的分类，并详细分析了有限响应和无限响应滤波器的基本原理。与此同时，还分析了有限响应和无限响应相级联的微波光子滤波器的基本原理。
　　(3)提出了色散器件相级联的负系数微波光子带通滤波器。以多波长光纤激光器作为光源，利用Sagnac干涉仪对多波长光纤激光器的输出信号进行整形，实现滤波器的可重构性，通过标准单模光纤与光纤延迟环相级联，实现滤波器的窄带和高频率选择性。仿真结果表明，级联后的滤波器的带宽、品质因数、主旁瓣抑制比较级联之前有很大的改善。
　　(4)提出了两种基于色散器件级联的具有平坦特性的微波光子滤波器。第一种微波光子滤波器由二抽头FIR滤波器、ⅡR滤波器级联而成，其中FIR滤波器的延迟单元为MZ干涉仪，ⅡR滤波器的延迟单元为光栅。第二种微波光子滤波器结构与第一种相似，只是将ⅡR滤波器的延迟单元换成光纤延迟环。通过改变ⅡR滤波器和FIR滤波器的关键参数，可以使两个滤波器的波峰与波谷互相补偿，进而实现微波光子滤波器带通和带阻互调。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 微波光子系统的组成和应用前景

1．2．1 微波光子系统的组成

1．2．2 微波光子系统的应用前景

1．3 微波光子滤波器研究进展和应用

1．3．1 微波光子滤波器研究进展

1．3．2 微波光子滤波器的应用

1．4 多波长光纤激光器研究进展

1．5 本文主要工作和各章节安排

1．6 本文主要创新点

第二章 微波光子滤波器理论基础

2．1 微波光子滤波器的基本原理

2．2 微波光子滤波器的分类

2．3 有限响应和无限响应微波光子滤波器的原理

2．3．1 有限响应滤波器的原理

2．3．2 无限响应滤波器的原理

2．4 级联滤波器的原理

2．5 本章小结

第三章 基于多波长光纤激光器和色散介质级联的负系数微波光子带通滤波器

3．1 系统结构

3．1．1 整形器

3．1．2 多波长光纤激光器

3．1．3 光纤延迟环

3．2 标准单模光纤与光纤延迟环级联作为色散器件的微波光子带通滤波器

3．2．1 系统原理

3．2．2 结果及分析

3．3 本章小结

第四章 基于色散器件级联的带通和带阻互调的平坦微波光子滤波器

4．1 系统结构

4．1．1 MZ干涉仪延迟单元

4．1．2 光栅对延迟单元

4．1．3 加入EDFA的光纤环延迟单元

4．2 MZ干涉仪与光栅对级联的平坦微波光子滤波器

4．2．1 系统原理

4．2．2 结果及分析

4．3 MZ干涉仪与光纤延迟环级联的平坦微波光子滤波器

4．3．1 系统原理

4．3．2 结果及分析

4．4 本章小结

第五章 总结和展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢